麦克风阵列是声学信号处理的工具,在工程应用中具有重要的价值。随着应用场景的扩宽,对麦克风阵列声源定位技术的精度和效率提出了更高的性能要求。本文以麦克风阵列声源定位的性能优化为主题开展了系列的研究工作。首先,介绍并开发了波束形成、DAMAS和MUSIC这些目前应用广泛的麦克风阵列声源定位算法,对每种算法进行了数值验证和对比。其次,在有限麦克风数量的前提条件下,为了提升波束形成的空间分辨率、抑制空间混淆和旁瓣强度,发展了一种移动麦克风合成阵列技术。为避免麦克风移动产生的多普勒效应,采用了基于泰勒级数展开的频率修正方法。数值测试结果表明:单移动麦克风合成阵列可有效定位声源,且声源定位精度对麦克风信噪比的敏感性较低;利用给定的麦克风阵列,在保证麦克风数量不变的条件下,移动麦克风合成阵列技术能显著抑制波束形成的旁瓣和空间混叠现象,且该算法构建的合成阵列具有灵活性,使其达到的旁瓣抑制效果更为多样,具有潜在的应用前景。最后,在压缩感知框架下,开发了基于正交匹配追踪算法(OMP)和基追踪算法(BP)的两种声源定位算法。通过OMP和BP算法的对比验证,得出:BP算法精度优于OMP算法,但OMP算法的效率更高。为了进一步提高压缩感知声源定位的计算效率,引入压缩网格思想,使得定位效率得到显著提升。