声纳是利用水下声波进行目标探测和定位以及水下通信的综合性电子设备，以波束形成为主体的声纳信号处理技术是影响其系统性能的重要因素。　　 为提高波束形成技术在实际应用中对诸如基阵阵形误差、信号方位误差以及相干多径传播等不利因素的稳健性，本文借鉴盲波束形成的思想，基于阵列接收数据的旋转不变性，在基阵阵形及信号方位等空域先验信息不完整甚至未知的条件下，系统地开展了对浅海中存在相干多径传播的多个目标源的波束形成问题的理论研究与实验分析。　　 论文的贡献主要体现在以下几个方面：　　 1.根据基阵阵列窄带波束形成的基本思想，建立了基阵阵列窄带信号的数学模型，详细研究了基阵阵列的窄带波束形成原理及其过程，给出衡量其性能的重要参数。根据盲波束形成的概念及其算法分类，对各类盲波束形成算法分别进行了系统地介绍，对比分析其优缺点，阐明了将基于基阵结构的盲波束形成算法用于声纳系统的可行性。　　 2.以水下声纳基阵信号处理为应用背景，基于具有旋转不变性的基阵阵列，提出了一种二阶盲波束形成改进算法。计算机仿真实验显示，改进算法较传统算法有更好的可靠性，同时提供相当的参数估计精度及波束形成增益。对波束形成技术中信号个数估计的问题进行了研究，采用了一种基于接收数据奇异值平方和的序列假设检验的信号个数估计算法，取得了优于传统的AIC算法和MDL算法的性能。　　 3.为有效抑制声纳系统存在的多种复杂背景噪声，通过引入高阶累积量，提出了基于旋转不变基阵的四阶盲波束形成改进算法。通过分析基于二阶统计的C-SPRIT算法自身存在的缺陷及其对有色噪声的敏感性，提出了基于旋转不变基阵的四阶共轭盲波束形成算法。计算机仿真实验证明，四阶算法较相应的二阶算法有更好的高斯噪声抑制能力。　　 4.针对水下声纳系统应用中水听器基阵阵元随机排放及其存在阵列误差的问题，基于四阶累积量的阵列孔径扩展原理，提出了一种基于任意基阵阵列的盲波束形成算法。针对浅海环境中水声信道的复杂性及其导致的到达基阵阵列的水声信号可能存在的强相关性，以四阶累积量为主要工具，提出了一种相干信号的盲波束形成算法。计算机仿真验证了新算法较同类型的其他算法有更好的适用性和更小的计算复杂度。　　 5.为提高基于任意基阵阵列的盲波束形成算法在水下声纳系统应用中的稳健性，基于子空间正交投影原理，提出了一种基于任意基阵阵列的稳健盲波束形成算法。针对基于任意基阵阵列的盲波束形成算法计算复杂度高的问题，基于累积量递归计算的思想，提出了一种基于任意基阵阵列的自适应盲波束形成算法。计算机仿真实验表明，稳健算法较原算法可以提供更高的波束形成增益，自适应算法较原算法降低了计算复杂度，有更好的目标识别及跟踪的能力。