波束成形或空間濾波是一種信號處理技術，用于傳感器陣列的定向信號傳輸或接收。這是通過組合天線陣列中的元素來實現的，使特定角度的信號經歷建設性干擾，而其他角度的信號經歷破壞性干擾。波束成形可以在發射和接收兩端使用，以實現空間選擇性。與全向接收/發射相比，這種改進被稱為陣列的指向性。波束成形可用于無線電或聲波。它已經在雷達、聲納、地震學、無線通信、射電天文學、聲學和生物醫學中發現了許多應用。自適應波束成形是通過最佳（如最小二乘法）空間濾波和干擾抑制的手段，在傳感器陣列的輸出端檢測和估計所關注的信號。

為了在發射時改變陣列的方向性，波束成形器在每個發射器上控制信號的相位和相對振幅，以便在波前形成建設性和破壞性的干擾模式。當接收時，來自不同傳感器的信息以優先觀察到預期的輻射模式的方式被結合起來。例如，在聲納中，要向遠處的船只發送一個尖銳的水下聲音脈沖，簡單地從陣列中的每個聲納投影儀同時發送這個尖銳的脈沖是失敗的，因為船只將首先聽到來自碰巧離船只最近的揚聲器的脈沖，然后是來自碰巧離船只更遠的揚聲器的脈沖。波束成形技術包括在略微不同的時間發送來自每個投射器的脈沖（離船最近的投射器最后發送），從而使每個脈沖在完全相同的時間擊中船，產生來自一個強大投射器的單一強脈沖的效果。同樣的技術可以在空中使用揚聲器進行，或在雷達/無線電中使用天線。在被動聲納中，以及在主動聲納的接收中，波束成形技術涉及到將每個水聽器的延遲信號在稍微不同的時間結合起來（最接近目標的水聽器將在最長的延遲后被結合起來），這樣，每個信號在完全相同的時間到達輸出，形成一個響亮的信號，就像信號來自一個非常敏感的水聽器。接收波束成形技術也可用于麥克風或雷達天線。對于窄帶系統，時間延遲相當于相位移動，所以在這種情況下，天線陣列，每根天線的移動量略有不同，被稱為相位陣列。一個窄帶系統，典型的雷達，是一個帶寬只有中心頻率的一小部分的系統。

對于寬頻系統，這一近似值不再成立，這在聲納中是典型的。在接收波束成形器中，來自每個天線的信號可能被不同的權重所放大。不同的加權模式（如Dolph-Chebyshev）可用于實現所需的靈敏度模式。一個主波與空洞和側波一起產生。除了控制主葉的寬度（波束寬度）和側葉的水平，還可以控制空點的位置。這對忽略一個特定方向的噪聲或干擾是很有用的，而對其他方向的事件進行監聽。在傳輸方面也可以得到類似的結果。關于使用振幅和相位移動引導波束的全部數學知識，見相控陣的數學部分。波束成形技術大致可分為兩類。

自適應波束成形器或相控陣預期信號最大化模式干擾信號最小化或取消模式傳統波束成形器，如巴特勒矩陣，使用一組固定的加權和延時（或相位）來組合來自陣列中傳感器的信號，主要只使用關于傳感器在空間的位置和感興趣的波向的信息。相反，自適應波束成形技術（如MUSIC、SAMV）通常將這一信息與陣列實際接收的信號的屬性結合起來，通常是為了改善對來自其他方向的不需要的信號的抑制。這個過程可以在時域或頻域進行。顧名思義，自適應波束成形器能夠自動適應不同情況的反應。必須設置一些標準以允許適應進行，如最小化總噪聲輸出。由于噪聲隨頻率的變化，在寬頻系統中，xxx是在頻域中進行這一過程。波束成形可能是計算密集型的。