在科技飞速发展的今天,高品质声音成为人们追求的目标。剧院等要求语音清晰,手机通话强调安全性,播放音乐强调私密性,广场舞区等要求避免扰民,这些问题的解决与扬声器阵列声场形态控制密切相关。本文旨在围绕扬声器阵列声场形态控制方法,开展指向性控制、恒定束宽控制和波束偏转研究,分别实现声音的指向性传播、保持声场覆盖范围的稳定性和产生3D音效。依据圆形阵元指向性函数,分析了阵元半径和声音频率对其声场形态的影响;结合矩形阵元指向性函数,探讨了定向面、声音频率、阵元几何参数、阵元材料参数对其声场形态的影响,进而根据不同设备对声场形态的要求确定矩形阵元的几何尺寸和材料参数。基于阵列信号处理理论,研究点阵元线阵和面阵声场形态控制方法。针对点阵元均匀线阵,通过其指向性函数分析了阵元数、阵元间距、声音频率和幅度加权方式对声场指向性的影响;用高低子阵组合实现单倍频程和多倍频程恒定束宽;借助调整各阵元相位,达到波束偏转的目的。就点阵元均匀平面阵,明确了切比雪夫加权和泰勒加权能有效增强声场指向性;设计了高低频组合阵,实现点阵元平面阵恒定束宽;证明了点阵元均匀平面阵可以同时实现俯仰角和方位角两个方向上的波束偏转。在矩形阵元平面阵声场控制方面,推导了矩形阵元平面阵指向性函数,明确了切比雪夫加权和泰勒加权可改善声场指向性;设计了单倍频程和多倍频程恒定束宽组合阵,保证了声场覆盖范围的稳定性;实现了矩形阵元平面阵同时在俯仰角和方位角两个方向上的波束偏转。在扬声器阵列声场形态控制实验方面,设计并搭建了控制实验平台,受限于实验条件,本文仅以喇叭扬声器(圆形阵元)构建了线阵和平面阵,测试了通过幅度加权的指向性控制、通过高低子阵组合的恒定束宽控制及波束偏转效果,验证了声场形态控制方法的有效性。