波束形成是麦克风阵列信号处理的核心技术之一,沿用并发展了阵列信号处理的方法。传统的波束形成方法多数基于远场窄带信号处理,适用于目标信号处于阵列远场范围内的情况。当麦克风阵列系统应用于近场环境时,如小型会议室、车内免提电话等,若用远场信号处理模型,则会导致信号处理的效果明显下降。此外,在麦克风阵列的近场应用环境中,目标信号来源于语音等宽带信号。因此,对麦克风阵列近场窄带和宽带波束形成方法的研究更符合麦克风阵列系统的实际应用场景。本文主要对基于近场球面波模型的麦克风阵列波束形成方法进行了研究。首先,研究了近场信号处理模型,根据近场信号传播模型,得到近场阵列响应矩阵,由此得到均匀线阵近场导向矢量。和远场阵列响应矩阵相比,近场阵列响应矩阵随方位和距离而变化,而远场阵列响应矩阵只受到方位变化的影响。其次,研究了近场窄带波束形成方法,主要包括常规波束形成、最小方差无畸变响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束形成、最小均方误差(Least Mean Square,LMS)算法、递推最小二乘(Recursive Least Mean Square,RLS)算法和采样矩阵求逆(Sample Matrix Inversion,SMI)算法。将这几种窄带波束形成方法基于近场均匀线阵进行仿真实验,并对它们在近场环境下的分辨能力、抗干扰能力、运算速度、抑制干扰信号能力等性能进行了比较。最后,研究了近场宽带波束形成方法。针对宽带信号处理的特殊性,介绍了三种波束形成方法,包括基于时域信号处理的常规时延波束形成、基于频域分解的非相干信号子空间处理方法(Incoherent Signal-subspace Method,ISM)和相干信号子空间处理方法(Coherent Signal-subspace Method,CSM)两种宽带自适应波束形成方法。结合仿真实验,对这几个方法在波束形状、抑制干扰信号能力、运算速度等方面的性能进行比较。