波束形成技术是阵列信号处理的主要研究技术之一,在宽带波束形成下,主要目标通常是波束主瓣具有恒定宽度,即波束主瓣具有非频变（Frequency Invariant,FI）特性,其对应方法就是宽带非频变波束形成（Frequency Invariant Beamforming,FIB）。本文针对非均匀间隔阵列的FIB方法进行了一系列的研究,主要内容为:1、介绍了一种基于傅里叶变换（Fourier Transform,FT）的经典FIB。细致地推导了其基本原理,并给出了该技术的基本步骤,最后结合综合实例进一步对该方法进行阐述说明。2、引入虚拟阵列的概念,用均匀间隔的虚拟阵列来拟合非均匀间隔的实际阵列。针对基于FT的经典FIB技术存在的部分问题,推导并提出一种基于迭代非均匀快速傅里叶变换（Nonuniform FFT,NUFFT）的分频FI方向图综合方法,该方法可适用于不同的非均匀间隔布局的线阵,其流程中包含了获取参考方向图的步骤,克服了获得合适参考方向图的困难。在该方法的综合流程中,可以使用快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）以及快速傅里叶逆变换（Inverse FFT,IFFT）的计算方法进行加速计算,具有非常优秀的计算速度。其所综合的宽带方向图有着较优秀的FI特性和良好的副瓣控制能力,并能够进行一定程度上的零陷控制。给出了相关综合实例证明其有效性。3、基于均匀的虚拟阵列拟合非均匀的实际阵列的基本思想,以虚拟阵元的滤波器系数为中介,建立了实际阵元的滤波器系数与宽带方向图的空时谱之间的变换关系,其被称为非均匀空时傅里叶变换（Nonuniform Spatiotemporal Fourier Transform,NUSTFT）。提出基于迭代NUSTFT的FI方向图的综合方法,其克服了对参考方向图的需求,且适用于不同的非均匀间隔布局的线阵。该方法能够满足对宽带方向图的副瓣复杂控制需求,不仅可以用于综合聚焦FI方向图,还可以用于综合赋形FI方向图。此外,该方法可以利用2D-FFT或2D-IFFT加速运算,增加综合效率,具有优秀的综合速度。给出了相关综合实例证明其有效性。