MATLAB实现二维DOA估计算法的阵列信号处理项目

资 源 简 介

本项目利用MATLAB构建二维方阵阵列的接收模型，实现波达方向估计算法。通过计算导向矢量并在方位角0°-360°、俯仰角0°-90°范围内进行二维扫描，精确确定空间信号源的方向。适用于阵列信号处理与空间谱估计研究。

详 情 说 明

基于二维方阵阵列的DOA估计算法实现与分析

项目介绍

本项目旨在实现二维波达方向（DOA）估计的完整算法框架。通过构建方阵形式的传感器阵列接收模型，完成对空间点源信号的方向定位。系统基于阵列导向矢量计算，在指定的二维角度空间（方位角0°~360°，俯仰角0°~90°）内进行高精度扫描，利用多种经典谱估计算法确定信号源的精确角度坐标。项目集成了算法实现、性能分析与结果可视化功能，为阵列信号处理研究提供完整的仿真与分析平台。

功能特性

• 多算法兼容框架：支持常规波束形成（CBF）、MUSIC算法、Capon算法等多种DOA估计算法
• 灵活的参数配置：可自定义阵列规模（M×M方阵）、阵元间距、信号波长等关键参数
• 自定义扫描范围：方位角与俯仰角扫描范围可调，扫描步长可精确设置
• 多源信号处理：能够同时估计多个信号源的方向信息
• 全面的性能分析：提供角度估计精度、分辨率、算法耗时等量化指标
• 丰富的可视化：生成三维空间谱曲面图、二维热力图及估计角度标记图

使用方法

1. 参数设置：在配置部分设置阵列参数（行列数、阵元间距、信号波长）、扫描范围（方位角、俯仰角）和算法参数（扫描步长、信噪比、算法选择）
2. 数据输入：提供阵列接收数据矩阵（M²×N快拍数），支持模拟信号生成或实测数据导入
3. 执行估计：运行主程序，系统将自动完成导向矢量计算、空间扫描和谱峰搜索
4. 结果分析：查看输出的空间谱分布图、估计角度结果及性能指标统计
5. 可视化调整：可根据需要调整图形显示参数，优化可视化效果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）
• 推荐内存：8GB以上（大规模阵列计算时）
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了完整的DOA估计流程，包含了阵列信号建模、导向矢量计算、二维角度空间扫描、多算法谱估计实现、谱峰搜索与角度提取、结果可视化以及性能分析等核心功能模块。通过统一的参数接口控制算法选择与计算过程，实现了从数据输入到结果输出的全链路处理能力。