声级计等现有的声压测量仪器测量到的是总声压,包括声场中的干扰噪声。在近场声全息研究领域内,可以利用声波分离方法来抑制干扰噪声源对测量精度的影响。然而现有的基于近场声全息的声波分离方法存在局限性,即基于双层阵列声压测量的声波分离方法需要在声场中精确布置两层平行的全息测量面,而基于单层阵列声压-声粒子振速测量的声波分离方法需要同时测量测点处的复声压与声粒子振速,这些方法均需要大量的测点信号才能完成。本文针对现有声波分离方法实践操作复杂及硬件成本高的局限性,研究了基于小型传声器阵列探头的声波分离方法,该方法以球面波函数叠加逼近理论作为分离方法的理论基础,从噪声环境中分离出目标对象辐射的声压。为研究该方法的有效性,本文分别设计了由四个、五个传声器组成的小型立体阵列探头,在含有干扰声源的声场中,通过对探头所测得的复声压信号进行声波分离处理,实现将目标对象辐射的声波从存在干扰声波的环境中分离出来。本文的主要工作和成果如下:论文第一章介绍了本研究的背景及意义,然后综述了基于双层阵列声压测量的声波分离方法及基于单层阵列声压-声粒子振速测量的声波分离方法,并介绍了现有声波分离方法的局限性;第二章针对基于球面波函数叠加逼近理论结合小型阵列探头实现的声波分离方法建立了数学模型,分析了适用于声波分离过程的正则化处理方法;第三章对由两个径向脉动声源形成的声场进行了声波分离的数值仿真研究,分别讨论了基函数扩展项数、测量距离、声源频率以及阵列探头拓扑结构对声波分离精度的影响规律;第四章对本文研究的方法进行了实验验证,实验中以两个相同型号的小型扬声器作为目标声源及干扰声源,并用自主设计的四测点及五测点小型阵列探头作为测量前端,对在全消声室内得到的实验结果进行了有效性和精度分析。研究结果表明,本论文研究的方法能够抑制干扰噪声对目标声源辐射声压测量的影响。论文最后总结了主要的研究成果,并指出了本文研究的方法存在的局限性及将来需要进一步研究的内容。