在信息化战争的时代,现代信号处理技术与算法已经成为很重要的科研课题。而自适应波束形成能够自动地随着信号环境的变化来更改权矢量,进一步增强有用的信号,使系统性能得以提高。所以,在阵列信号处理的领域中,自适应波束形成是极为重要的,并已在通讯、声呐和雷达等领域中得到普及。在自适应波束形成中,一个重要的研究方向是低旁瓣的波束形成,来有效地抑制来自旁瓣区域的干扰和噪声,降低系统的虚警概率,提高天线阵的性能。现有的研究大多数都是针对均匀线阵,存在一定的局限性,因此针对非均匀线阵,面阵等更为复杂、灵活的天线阵来降低旁瓣电平具有更实际的研究价值。本文的主要工作如下:首先,采用凹槽噪声法降低旁瓣电平,应用最大信干噪比(SINR)准则,在旁瓣区域施加大量的干扰,并不断地修改干扰功率,从而使方向图具有较低的旁瓣水平。并在凹槽噪声法的基础上,将期望电压变成可变参考电压,实现在一定主瓣宽度的条件下的最低旁瓣的波束形成。在此基础上,同时控制主瓣和旁瓣,将干扰也施加在主瓣的部分区域,来解决当主瓣进一步展宽而发生畸变的问题,并且得到平顶主瓣的方向图。其次,采用优化理论的方法降低旁瓣电平。应用稀疏约束实现方向图旁瓣电平的降低,并增加旁瓣约束条件,得到均匀的低旁瓣电平。改变目标函数,应用极小极大准则,实现在一定主瓣宽度的条件下,最低旁瓣的波束形成,并将凹槽法与凸优化算法进行比较,得出凸优化算法更优的结论。最后提出一种新的混合算法,将凹槽噪声法与凸优化相结合,能够进一步降低旁瓣电平,且随着阵元数增加旁瓣电平降低效果更好。并对凸优化算法的稳健性进行研究,实现稳健的最低旁瓣波束形成。