基于MATLAB的ESPRIT算法信号波达方向（AOA）估计系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了ESPRIT算法，能够高效估计信号的波达方向（AOA）。系统通过阵列信号处理技术，提取信号源的角度信息，适用于雷达、通信等领域的定向分析。该工具操作简便，结果准确，为相关研究和应用提供了可靠支持。

详 情 说 明

基于ESPRIT算法的信号波达方向（AOA）估计系统

项目介绍

本项目通过MATLAB编程实现了基于ESPRIT（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）算法的信号波达方向（AOA）估计系统。系统能够高效处理由天线阵列接收的多通道信号，利用旋转不变技术原理快速、精确地估计多个入射信号的到达角度。该技术方案适用于通信系统、雷达信号处理、波束成形及目标定位等多种工程应用场景。

功能特性

• 核心算法：实现了标准的ESPRIT算法，通过信号子空间的旋转不变性特性来估计波达方向。
• 阵列兼容性：支持均匀线阵（ULA）等常见阵列几何结构，可灵活配置阵元数量与间距。
• 多信号处理：具备估计多个相干或非相干入射信号AOA的能力。
• 结果可视化：提供特征值分布图与AOA方位图，直观展示信号子空间分解结果与角度估计。
• 性能评估：可计算并输出估计结果的性能指标，如均方根误差（RMSE），用于评估算法精度。

使用方法

1. 配置参数：在主运行脚本中设置必要的输入参数，包括：

* 天线阵列结构参数（如阵元数、阵元间距）。 * 信号采样点数与快拍数。 * 预估的入射信号数量（可选，可用于辅助估计）。

1. 准备输入数据：提供天线阵列接收到的多通道复数信号数据。数据应满足阵列处理的基本要求。

1. 运行系统：执行主程序。系统将自动完成数据预处理、ESPRIT算法运算、角度估计和结果分析。

1. 获取结果：程序运行后，将在命令行窗口输出估计出的波达角度值（默认单位为度），并生成相关的分析图表。

系统要求

• 软件平台：MATLAB R2018a 或更高版本。
• 必要工具包：需要MATLAB核心功能，部分可视化可能依赖Signal Processing Toolbox。

文件说明

主程序文件整合了系统的完整工作流程，其核心功能包括：负责接收用户定义的阵列与信号参数、生成或加载输入的阵列接收信号数据、调用ESPRIT算法核心函数执行信号子空间分析与旋转不变性估计、计算出最终的信号波达方向角度、绘制特征值分布和AOA方位图以可视化结果，并计算估计性能指标。