二维root-music做频率估计的MATLAB代码

以下是一个简单的二维root-music频率估计的MATLAB代码：

clc; clear;

% 生成数据
N = 500; % 采样点数
M = 5; % 信号数
theta = [30 40 50 60 70]; % 信号角度
fs = 1000; % 采样频率
T = 1/fs; % 采样时间间隔
L = 10; % 阵元数
d = 0.5; % 阵元间距
lambda = 1; % 波长
Omega = 2*pi*d/lambda; % 阵元间距的相位差

% 构造阵列
array = zeros(L, 2);
for ii = 1:L
    array(ii,:) = [(ii-1)*d 0];
end

% 生成信号
t = (0:N-1)*T;
s = zeros(N, M);
for ii = 1:M
    s(:,ii) = exp(1j*2*pi*theta(ii)*cos(deg2rad(array(:,1)))'*sin(deg2rad(array(:,2))))';
end

% 加入噪声
SNR = 10; % 信噪比
noise = (randn(N,L) + 1j*randn(N,L))/sqrt(2);
noise_power = norm(s(:))/sqrt(N*M*10^(SNR/10)); % 噪声功率
x = s + noise*noise_power;

% 二维root-music估计
Rxx = x'*x/N;
[EV,D] = eig(Rxx);
[y,i] = sort(diag(D),'descend');
V = EV(:,i(M+1:end));
theta_range = -90:0.1:90; % 角度范围
Pmusic = zeros(length(theta_range),length(theta_range));
for ii = 1:length(theta_range)
    for jj = 1:length(theta_range)
        a = exp(1j*2*pi*Omega*d*cos(deg2rad(theta_range(ii)))*(0:L-1)');
        b = exp(1j*2*pi*Omega*d*sin(deg2rad(theta_range(jj)))*(0:L-1)');
        Pmusic(ii,jj) = 1/(a'*V*V'*b);
    end
end

% 绘制估计结果
figure(1);
subplot(1,2,1);
plot(array(:,1),array(:,2),'o','MarkerSize',10,'LineWidth',2);
axis([-2 2 -2 2]);
axis square;
xlabel('x');
ylabel('y');
title('阵列');

subplot(1,2,2);
contour(theta_range,theta_range,10*log10(abs(Pmusic).^2),[-80:5:0]);
colormap jet;
colorbar;
xlabel('\theta_x (degree)');
ylabel('\theta_y (degree)');
title('二维root-music估计结果');

代码的主要思路是生成一个二维阵列，通过在阵列上采集信号，然后加入噪声，最后使用二维root-music算法进行频率估计。代码中的主要步骤包括：

1. 生成阵列：使用给定的阵元数和阵元间距，生成一个二维阵列。

2. 生成信号：根据给定的信号角度、采样频率和阵列，生成一个采样点数为N、信号数为M的信号矩阵。

3. 加入噪声：根据给定的信噪比，生成与信号矩阵大小相同的噪声矩阵，并将其与信号矩阵相加。

4. 二维root-music估计：根据估计的角度范围，计算每个角度的似然函数值，并使用等高线图展示结果。

代码中使用了MATLAB自带的contour函数绘制等高线图。你可以通过修改代码中的参数来测试不同情况下的频率估计效果。