阵列信号处理可对空域信号进行检测和参数估计,目前已被广泛用于雷达、声呐、通信等多种领域。波束形成技术作为阵列信号处理中的一个重要内容,包含常规波束形成技术和自适应波束形成技术这两部分内容。常规波束形成技术即传统的不依赖于接收数据的波束形成技术,而自适应波束形成技术则是依赖于接收数据的波束形成技术。本文将近场声源模型和球阵列分别引入到常规波束形成和自适应波束形成技术中,提出相应的基于球阵列测量的近场波束形成技术,并对其进行理论分析和实验研究。首先对几种常规近场波束形成技术进行详细的公式推导,并将球阵列引入其中,通过数值仿真和实验验证展示了球阵列运用于常规近场波束形成技术中的优越性。其次对自适应波束形成技术中的正交投影波束形成技术进行深入研究,引入传播算子方法,提出基于传播算子的正交投影波束形成技术,在保持波束性能的前提下使运算量大大减小,为其实时运用奠定了理论基础。针对传统自适应波束形成技术在阵列接收信号包含期望信号和相干信源等情况下波束形成性能下降的问题,提出线性约束斜投影波束形成技术,通过数值仿真表明,该波束形成技术在低信噪比、低快拍数和相干信源情况下都具有较好的波束形成性能。针对存在固定零点约束的情况,提出基于变换的线性约束斜投影波束形成技术,它不仅保留了线性约束斜投影波束形成技术的所有优点,而且由于采用了变换矩阵对接收信号进行变换,在自适应零点与固定零点接近或重合时不会出现数值稳定性下降的现象,因此能形成较好的自适应方向图。最后通过对基于球阵列测量的常规波束形成技术和自适应波束形成技术在车内空间的实验研究表明：利用球阵列测量声场信号可以识别位于车内空间一定频率范围的声源位置,也可将其应用于自适应波束形成技术中,拓展了波束形成技术的应用范围。