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目前基于平面传声器阵列的波束形成方法只能实现二维声源的识别,即声源的方位角或X和Y坐标的识别,不能确定声源的深度,即声源相对全息测量阵列的距离。针对这一现有理论方法和技术的局限性,本学位论文提出了可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法,利用算例和丹麦B&K公司的二维轮辐传声器阵列对该方法进行了仿真和实验验证。针对平面传声器阵列存在三维声源深度识别前后模糊的问题,研究了伞形可重组三维传声器阵列的原理以及相应的三维声源识别定位方法,设计和研制了阵列原型,并利用这一阵列原型对提出的理论方法进行了实验验证。本文的主要研究内容包括：1)推导了波束形成方法结合传声器阵列识别定位声源的数学模型,通过仿真分析了这类方法理论上的局限性,并利用二维轮辐传声器阵列进行了实验验证。仿真和实验结果表明现有的波束形成方法和技术只能在预置声源深度的情况下对声源进行识别定位,无法自动识别声源的深度,即只能对二维的声源进行识别定位。2)提出了可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法,通过仿真系统地研究了该方法对三维声源识别定位的效果,用声源位置的识别定位误差和半功率波束宽度(Half-Power Beam Width, HPBW)两个衡量标准对影响识别定位效果的参数进行了定量分析。3)对可识别声源深度的三维声聚焦波束形成方法进行了实验验证。实验中选取扬声器为目标声源,B&K的60通道平面轮辐传声器阵列为测量阵列,用在全消声室内测得的复声压来反向计算声源的位置,并用声源的实际空间位置检验计算的精度和有效性。单个声源和两个声源情况下的实验结果表明,当声源深度小于1.5米,声源频率大于1500Hz时,本论文提出的方法对三维声源在X、Y、Z方向上的识别定位误差都保持在20%以内,其误差包含了人工放置声源位置或测量声源位置时产生的观测误差。4)设计和研制了伞形可重组三维传声器阵列,基于HPBW评价指标对影响伞形可重组三维传声器阵列性能和声源识别定位的参数进行了数值仿真和实验验证,影响参数包括传声器总数M、传声器间距df、声源频率f、声源深度z0和阵列张角θ。结果表明伞形可重组三维传声器阵列结合本论文提出的方法,可解决三维声源识别定位中深度模糊的问题。