声强是表征声场的一个重要物理量,其方向向量含有声源的方位信息,在水声、室内定位、噪声控制中都有广泛应用。利用声强估计方法,通过麦克风阵列可以实现对目标声源方位的估计。本文所研究的四元正交阵是一个典型的三维麦克风阵列,针对该阵型人们已经提出了一些典型的声强估计方法,如泰勒近似法、三点估计法,但对这些方法的性能分析都是在理想条件下进行的,而实际中通常不可避免的存在麦克风失配误差,如麦克风的幅度误差、相位误差。因此,研究失配误差对典型声强估计方法性能的影响具有重要意义。针对这一问题,本文系统地分析了存在麦克风失配误差情况下,典型声强估计法的性能表现,并提出性能更优的声强估计方法。主要工作概括如下:1.分别对比了泰勒近似法,三点估计法在理想条件下的性能。通过仿真分析得出,在理想条件下,泰勒近似法的声强方向向量估计误差明显低于三点估计法,并且随着波数尺寸积的增加,泰勒近似法的优势更加明显。2.分别分析了麦克风幅度误差和麦克风相位误差对典型声强估计方法性能的影响。通过理论分析指出了,泰勒近似法对麦克风幅度误差较为敏感,在一些情况下幅度误差使得声强方向向量估计误差极大,而三点估计法对麦克风幅度误差具有较强的鲁棒性,声强方向向量估计误差整体较小;麦克风相位误差对泰勒近似法和三点估计法的影响相同,均表现为在俯仰角等于0~?/180~?附近时方位角估计误差较大。通过仿真对比,验证了理论分析的正确性,从而给出失配误差存在下最为合适的声强估计方法。3.提出了一种最优的线性声压估计方法。我们知道,声强可以由声压和振速的联合估计得到,因此,在现有的声强估计方法的基础上考虑对声压估计方法进行优化,通过理论分析给出使得声强方向向量估计误差最小的线性声压估计方法。并从仿真结果上验证本文提出的声强估计方法要优于其他典型的声强估计方法。本文的研究成果揭示了影响四元正交阵声强估计法稳健性能的一些因素及其规律,同时,本文所提出的结论为实际应用中的声强估计法的选择提供理论依据。