陣列（Array）：數學定義——有限個相同資料形態之元素組成之集合
麥克風陣列具有對遠場干擾雜訊很強的抑制作用， 應用於便攜IT設備如PDA、GPS、NB、手機等在較大雜訊環境中使用時表現出較好的效果。 小型麥克風陣列由一組麥克風單元在一個小範圍內按照一定空間分佈組合而成， 由於它在雜訊環境下具有良好的信號採集性， 因此越來越受到聲學應用領域的關注。
一、波束的形成
麥克風陣列是指按一定距離排列放置的一組麥克風， 通過聲波抵達陣列中每個麥克風之間的微小時差的相互作用， 麥克風陣列可以得到比單個的麥克風更好地指向性。
通過對所有麥克風信號的綜合處理， 麥克風陣列可以組合成為所要求的強指向性麥克風， 形成被稱為“波束”的指向特性。 麥克風陣列的波束可以經由特殊電路或程式演算法軟體控制,使其指向聲源方向而加強音訊採集效果。
陣列演算法處理後的指向性波束形成技術能精確的形成一個錐狀窄波束， 只接受說話人的聲音同時抑制環境中的噪音與干擾。
可以通過以下兩種方法獲得麥克風陣列單元之間相對位置的資訊：
(1) 把一對麥克風同步採集到的信號進行互相關， 尋找互相關信號的最大值，
(2) 測量一對麥克風同步採集信號相位差ΔΦ， 根據頻率f和聲傳播速度C0得到這一對麥克風的位置間隔：
經過計算及試驗驗證， 相位法分析麥克風相對位置差的精度要比互相關法分析的精度高。
通過演算法控制， 麥克風陣列在搜索到講話者的位置之後可以將波束指向當前的講話者。 麥克風陣列這種極強的智慧指向性功能可以顯著降低周邊環境雜訊及回聲的影響。
圖1 使用單麥克風與採用波束形成技術麥克風陣列接收講話者聲音效果的對比
二、陣列指向性
由於麥克風陣列的輸出信號中包含比單只麥克風更低的雜訊和回聲成份， 所以其固有雜訊抑制能力要遠高於單只麥克風。 麥克風陣列在1000Hz的典型指向性波束圖型如圖2所示。
其指向性圖形要遠好于任一款價格昂貴的高性能超心形麥克風。
圖2 麥克風陣列在1000Hz的典型指向性波束圖型
三、指向性指數
另一個表證波束的參數是指向性指數。 指向性指數D表徵的是麥克風陣列主回應軸（波束軸線）檢測到的聲源信號與需要遮罩的各種雜訊與回聲信號的比值。
其中：
P(f, φ, θ)：聲源信號之聲能
ρ0：與參考點的平均距離)
(φT, θT)：與參考聲軸的角度
圖3 作為頻率函數的麥克風陣列指向性圖案， 剖面為水準方向
圖4 陣列指向性指數的比較
圖4表示出單只單指向麥克風、雙麥克風陣列、四麥克風陣列指向性指數的比較圖表。從圖中可以看出雙麥克風陣列、四麥克風陣列依次較單指向麥克風指向性指數有接近3dB、6dB以上的提升改進。圖5 表示採用麥克風陣列後形成的波束3D效果
圖5 波束3D效果
圖4 陣列指向性指數的比較
圖4表示出單只單指向麥克風、雙麥克風陣列、四麥克風陣列指向性指數的比較圖表。從圖中可以看出雙麥克風陣列、四麥克風陣列依次較單指向麥克風指向性指數有接近3dB、6dB以上的提升改進。圖5 表示採用麥克風陣列後形成的波束3D效果
圖5 波束3D效果