近场波束形成新策略：干扰抑制与性能提升

"本文主要介绍了一种改进的近场波束形成方法，该方法适用于麦克风阵列系统在处理近场信号源和远场干扰噪声源的声学环境。作者翟永刚和吕明来自电子科技大学电子工程学院，他们提出了一种基于精确近场球面波传播模型的算法，旨在增强近场目标信号源的声音效果并有效抑制干扰信号。 在传统的麦克风阵列应用中，大多数波束形成技术是基于远场假设，即信号源位于阵列的远场，波前可以视为平面波。然而，在近场条件下，阵列能够检测到波阵面的曲率，这使得远场波束形成方法的性能显著下降。为了应对这一挑战，作者研究了一种新的近场波束形成算法，该算法利用近场声波的特性，通过构建增广数据矩阵并进行奇异值分解的修正，以实现近场最小方差方向性（MVDR）波束形成器。 计算机仿真实验结果显示，这种方法能够加深波束的零点深度，从而增强对近场干扰信号的抑制能力，进而提升语音通信的质量。与已有方法相比，本文提出的算法不仅关注期望信号方向的阵列响应和增益，还能够处理同向但不同距离的干扰信号，增强了对主瓣范围内其他干扰信号的抑制效果，具有更高的自适应性。 文献中提到，Abhayapala等人和Ryan与Goubran分别提出了近场自适应波束形成器和软零陷方法，但前者缺乏对特定距离干扰信号的抑制，后者虽然提高了阵列增益，但自适应性不足。相比之下，本文的方法综合考虑了这些因素，旨在提供一种更全面的近场干扰抑制解决方案。 总结来说，这篇论文的研究成果对于改进麦克风阵列在近场环境下的性能，特别是在噪声抑制和目标信号增强方面，有着重要的理论和实践价值。对于未来的语音通信、噪声控制以及助听设备等领域，这一改进的近场波束形成技术有望带来显著的提升。"