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波束形成(Beamforming)(?)(?)术是麦克风阵列的主要研究内容之一,已经得到许多学者的认可和广泛的应用。传统的波束形成方法大多是基于远场平面波模型提出的,但是,麦克风阵列的应用场合主要包括会议室、手持移动电话等近场环境,远场模型不再适用,且入射信源多为语音等宽带信号。因此,本文对麦克风阵列近场宽带波束形成的研究具有十分重要的意义,主要围绕近场球面波模型进行讨论：首先,利用波动方程的解得到近场阵列流型矩阵和方向矢量,将经典方法的求解准则和权值扩展到近场中；得到近场波束响应,并与远场响应相对比,分析传统处理思想在近场的适用性。其次,由于近场响应还受信号源距离的影响,比远场模型更加复杂,结合接收的宽带信号源,继续对近场宽带波束形成方法展开讨论和研究。针对均匀线阵找到三种权值固定的波束形成方法：近场补偿法、径向距离变换法和特征向量约束法,利用仿真实验验证前两种方法对宽带信号的有效性,并对比三种方法的波束性能,为球面阵的研究提供了算法基础。最后,在球面谐波域(Spherical Harmonic)内以球面傅里叶变换为基础对球面阵波束形成展开研究。球面阵由于其特殊的结构更适合应用在3D声场中,针对它的波束形成方法是一类新兴的技术。在分析球面傅里叶变换、空间采样等理论的基础上,结合谐波域经典方法,利用径向距离补偿得到球面阵近场补偿方法,分析波束随信源距离的变化性能,利用白噪声增益(WNG)分析波束的稳定性。此外,通过和阵元域的处理方法相对比,找到谐波域和阵元域的相似性,利用阵元域宽带波束形成的时域FIR思想,提出特征向量约束的谐波域近场宽带波束形成方法,在时域内实现球面阵近场宽带波束形成,并分理想条件和空间采样两种情况,进行多组仿真实验,验证所提出方法的有效性。