目前,麦克风阵列技术在声呐探测、音视频会议、人机交互、助听器、监控系统等方面有着广泛的应用。而基于波达方向估计的麦克风阵列声源定位逐渐在许多领域成为了研究的重点,但由于语音信号的非平稳特性以及外界环境的复杂性,目前已知的声源定位算法存在计算量大、估计失准等问题。针对传统高分辨率谱估计法估计远场声源波达方向(direction of arrival,DOA)时计算量大、对相干信号估计失准的问题,本文提出一种改进的基于圆形麦克风阵列和四阶累积量的声源二维DOA估计算法。本文的主要研究内容如下:1)比较分析不同结构的空间阵列模型,并引入四阶累积量,针对三种不同的高分辨率谱估计算法进行理论分析以及仿真验证,仿真结果证明基于四阶累积MUSIC算法兼具运算量低以及精度高的双重优势。2)针对传统高分辨率谱估计法估计远场声源波达方向时计算量大、对相干信号估计失准的问题,提出一种改进的基于圆形麦克风阵列和四阶累积量的声源二维DOA估计算法。该算法结合了圆阵定位无死角的优势和矩阵虚拟扩展获得更多声源定位信息的长处,重点介绍圆形麦克风阵列相干信号估计模型以及圆阵模式空间变换算法,并对比分析传统的圆阵声源估计算法:UCA-RB-MUSIC算法、UCA-ESPRIT算法以及UCA-FOC-MUSIC算法。仿真结果显示,在信噪比较低时,本文算法可实现对远场相干信号的更高精度估计,并且能有效减少运行时间。3)针对麦克风阵列的特性,设计麦克风阵列系统的整体框架,同时,基于TMS3206747 DSP硬件平台设计声源定位系统硬件样机,并结合CCS软件编译环境编写主代码并完成代码测试,最后在大型会议室的实际环境下对硬件系统定位性能进行验证,实验结果表明,本文所设计的麦克风阵列声源定位系统基本达到预期效果。