MATLAB实现的Root-MUSIC算法波达方向(DOA)估计仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发基于Root-MUSIC算法的DOA估计仿真系统，支持均匀线性阵列信号建模、协方差矩阵计算及多项式求根解算，实现多信号源的精确波达角度估计，适用于阵列信号处理研究与教学演示。

详 情 说 明

基于Root-MUSIC算法的波达方向（DOA）估计仿真系统

项目介绍

本项目利用MATLAB实现了基于Root-MUSIC算法的波达方向估计仿真系统。系统针对均匀线性阵列接收的多信号源场景，通过阵列信号建模、协方差矩阵估计、多项式求根等技术手段，实现高精度的波达角度估计。该系统不仅能够准确估计信号源的入射方向，还提供丰富的可视化分析功能，为算法性能验证和参数优化提供了完整的仿真平台。

功能特性

• 高精度DOA估计：采用Root-MUSIC算法，通过多项式求根方式避免谱搜索，实现超分辨测向
• 多参数可配置：支持阵元数量、信号源数目、入射角度、阵元间距、快拍数、信噪比等参数灵活设置
• 性能评估指标：提供均方根误差定量分析估计精度
• 可视化分析：包含波束方向图展示和角度收敛曲线分析
• 鲁棒性测试：支持在不同信噪比条件和快拍数量下的算法性能测试

使用方法

1. 参数设置：根据仿真需求配置系统参数

- 阵元数量(M)：设置均匀线性阵列的传感器个数 - 信号源数量(D)：指定入射信号源数目 - 信号入射角度(theta)：以度或弧度为单位定义各信号源的波达方向 - 阵元间距(d)：通常设置为半波长(λ/2) - 快拍数(N)：设定采集的样本数量 - 信噪比(SNR)：定义接收信号的信噪比条件(dB)

1. 运行仿真：执行主程序开始DOA估计计算

1. 结果分析：查看输出的估计角度、均方根误差及各类可视化图表

系统要求

• MATLAB R2016a或更高版本
• 信号处理工具箱( Signal Processing Toolbox)

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，主要包括阵列信号接收的数学建模、采样数据协方差矩阵的精确估计、信号与噪声子空间的特征值分解分离、Root-MUSIC特征多项式的构建与求根运算、波达方向的解算与排序输出，以及估计精度的RMS误差计算。同时，该文件还集成了波束方向图绘制和角度估计收敛性分析等可视化模块，为用户提供全面的算法性能评估界面。