beam_music40_42.m

阵元间隔为半波长的均匀分布16元线阵

% %阵元间隔为半波长的均匀分布16元线阵，预成指向士arcsin（(2i-1)/16）(i=l，2，…，16)的16个均匀加权常规波束,远场有5个互
% 不相关的目标源发射信号，每个源相对于基阵的方位为-40，-42，-5，30和33，且每个信号源到达基阵的信噪比相同，均为5DB，快拍数
%为1000.
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C=340;                                      %%声速
num=16;                                     %% 阵元数
k=1000;                                     %% 快拍数
Bearings=[-40 -43];                         %入射信号方位角
d=length(Bearings);                         %%声源数
D=0.1;                                      %阵元间距
fc=1700;                                    %信号频率
fs=2*fc;                                    %采样频率
snr=5;                                      %信噪比
e_position=[0:num-1]';
s_position=[0:d-1]';

%%波束形成
as=-13/16:1/8:-9/16;                        %波束指向角
as=asin(as);
vs=exp(j*2*pi*fc*e_position*D*sin(as)/C);
w=1/num*vs';                                %波束形成矩阵

%%入射信号
aa=90*[-1:0.002:1];                         %从-90到90采样1001个点
s=exp(j*pi*sin(aa/180*pi));                 
S=repmat(s,[d 1]);                          %声源信号

%%方向向量
Bearings=Bearings*pi/180;
TimeDelay=D*[0:num-1].'*sin(Bearings)/C;    %线阵的延迟
A=exp(sqrt(-1)*2*pi*fc*TimeDelay);          %方向向量

%%基阵接收信号
x=A*S;                                      %阵列输出信号
X=awgn(x,snr);                              %加噪声

%波束输出
Y=w*X;                                      %方位估计

%%波束域MUSIC算法
B=3;                                        %波束数
Ryy=(Y*Y')/k;                             %协方差矩阵
[EigenVectors,EigenValues]=eig(Ryy);
Lemda=diag(EigenValues);                    %计算矩阵特征值
[SortedLemda,Index]=sort(Lemda);
Index=flipud(Index);                        %将特征值降序排列
NoiseSubspace(1:B,1:B-d)=EigenVectors(1:B,Index(d+1:B));%把噪声空间分成两部分，分别为加入信号空间的一部分和噪声

%%在-60到-25之间进行搜索
for i=-600:1:-250
    a=exp(sqrt(-1)*2*pi*fc*D*[0:num-1]'*sin((i/10)*pi/180)/C);

    MUSIC_Spec(i+601)=a'*w'*w*a/(a'*w'*NoiseSubspace*(w'*NoiseSubspace)'*a);
      
end
MUSIC=abs(MUSIC_Spec)/max(abs(MUSIC_Spec));
figure(1);
Delta=[-60:0.1:-25];
plot(Delta,10*log10(MUSIC)); %NonNormative  Spatial Spectrum
xlabel('方位角（度）'),ylabel('空间方位谱(DB)');
%axis([-60 -25 -60 0]);
grid on
% 
% figure(2);
% ss=exp(j*pi*e_position*sin(aa/180*pi));  %%  入射信号
% plot(aa,20*log10(abs(w*ss))),xlabel('方位角（度）'),ylabel('波束(DB)');
% axis([-90 90 -40 0]);