MATLAB实现均匀圆阵二维DOA估计——基于联合MUSIC算法的俯仰角与方位角联合估计

资 源 简 介

本项目利用MATLAB平台开发了基于均匀圆阵（UCA）的二维波达方向估计系统，采用经典MUSIC算法同时精确估计信号的俯仰角和方位角，适用于阵列信号处理与空间频谱分析领域。

详 情 说 明

均匀圆阵二维DOA估计系统

项目介绍

本项目实现了基于均匀圆阵（UCA）的二维波达方向（DOA）估计系统，采用经典的MUSIC算法同时估计信号的俯仰角（Elevation Angle）和方位角（Azimuth Angle）。通过构建阵列流型矩阵，计算协方差矩阵并进行特征值分解，利用噪声子空间与信号子空间的正交性构建二维空间谱函数，通过谱峰搜索实现双角度参数的联合高分辨率估计。该系统能够有效解决二维DOA估计问题，具有较高的角度分辨精度。

功能特性

• 高分辨率估计：基于MUSIC算法实现超分辨率二维角度估计
• 联合参数估计：同时估计信号的俯仰角和方位角
• 自适应信源检测：自动估计信源数量并完成参数配对
• 可视化分析：提供二维空间谱图的热力图显示
• 性能评估：输出角度估计均方误差和分辨率门限等性能指标

使用方法

1. 准备输入数据：配置阵列接收数据（复数信号矩阵）
2. 设置系统参数：包括圆阵半径、阵元个数、信号波长等阵列参数
3. 定义搜索范围：指定俯仰角和方位角的搜索范围及步长
4. 运行估计系统：执行主程序进行DOA估计
5. 分析输出结果：获取估计角度对、空间谱图及性能指标

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 信号处理工具箱
• 至少4GB内存（建议8GB以上用于大规模搜索）

文件说明

主程序文件实现了完整的二维DOA估计流程，包含阵列流型矩阵构建、接收数据协方差矩阵计算、信号与噪声子空间分解、二维空间谱函数生成、谱峰搜索与角度参数估计等核心功能，同时集成结果可视化与性能分析模块，提供从数据输入到结果输出的全流程处理能力。