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本发明具体涉及一种基于球形测量面的声场分离系统和方法，该声场分离系统包括目标声源和干扰声源，目标声源和干扰声源所产生的混合声场作为待分离声场；目标声源和干扰声源之间设置有球形测量面，球形测量面上布置有测量点；球形测量面由球形阵列构成，球形阵列的两侧各布置一个半球形的等效源面，等效源面上布置有等效源点；将球形测量面测量得到的声压信号和等效源面的传播函数带入声场信息分离模型，求得等效源强，从而得出球形测量面两侧声源产生的声场，实现声场分离。本发明的声场分离系统和方法采用单层球面测量面测量声压，利用测得的声压信息，可以实现在较少的测点条件下完成声场分离，具有较高的分离精度。