MATLAB多通道阵列信号波束形成系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现了多通道阵列信号的实时波束形成与定向增强，包含时延求和与自适应MVDR两种核心算法。系统可有效抑制干扰信号，提升目标信号质量，适用于声学、雷达等阵列信号处理场景。

详 情 说 明

基于MATLAB的多通道阵列信号波束形成系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的波束形成算法系统，专门用于对阵列采集的多通道信号进行实时波束定向增强处理。系统集成了经典时延求和波束形成与自适应最小方差无失真响应（MVDR）波束形成两种核心算法，能够有效抑制干扰信号并显著提升目标方向信号的信噪比。通过提供波束方向图可视化、信号频谱对比分析等功能模块，本系统为阵列信号处理研究与应用提供了强大的分析与验证工具。

功能特性

• 双算法核心：支持经典时延求和方法与自适应MVDR算法
• 实时处理能力：可对多通道阵列信号进行实时波束定向增强
• 干扰抑制：有效抑制非目标方向的干扰信号
• 性能分析：提供输出信噪比提升dB值、零陷深度等性能指标分析
• 全面可视化：包含波束方向图二维/三维显示、信号频谱对比等功能
• 灵活配置：支持自定义阵列几何结构和目标波束指向角度

使用方法

输入参数说明

1. 多通道阵列接收信号：矩阵格式（通道数×采样点数）
2. 阵列几何结构参数：阵元坐标位置数组
3. 目标波束指向角度：标量或向量（单位：度）
4. 信号采样频率：标量（单位：Hz）

输出结果

1. 增强信号：波束形成后的信号（向量：1×采样点数）
2. 波束方向图：二维/三维可视化图像
3. 性能指标：输出信噪比提升dB值、零陷深度分析
4. 频谱对比：原始信号与波束形成信号频谱对比图

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox
• 推荐工具箱：Phased Array System Toolbox（用于高级阵列处理功能）
• 内存要求：至少4GB RAM（建议8GB以上以处理大规模数据）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制与处理流程，主要包括阵列参数配置、信号数据加载、波束形成算法执行（涵盖时延求和与MVDR两种方法）、结果可视化生成以及性能指标计算等功能。该文件整合了所有算法模块，提供完整的波束形成处理管线，用户可通过修改配置参数快速进行不同场景下的波束形成实验与分析。