为了满足无线数据业务日益增长的需求，下一代5G移动通信系统必须采用更高的频谱带宽，毫米波以其丰富的频谱资源作为5G重要的候选频段。同时，大规模天线阵作为5G的关键技术，具有更为精确的波束控制能力，在频谱效率、系统容量和功率等方面具有突出优势，从而实现信息的海量传输。保障通信的安全也是5G系统中极其重要的问题，物理层安全技术的研究不断发展。　　本文对毫米波主要的信道模型和稀疏特性做了综合归纳，详细阐述了波束赋形的基本理论，对毫米波安全波束赋形技术进行了研究，最后提出了一种基于随机相位噪声的物理层安全技术。本文所做工作如下：　　首先，讨论了几种典型的毫米波信道模型如IEEE802.15.3c模型、IEEE802.11.ad模型、射线追踪模型等。针对Ray-Cluster模型，基于正交投影变换矩阵，分析了毫米波信道模型的稀疏性，并且进行仿真。　　其次，研究了毫米波安全波束预编码技术。分析了迫零算法和人工噪声算法等波束赋形技术以及安全容量，基于最大能效准则，对混合预编码矩阵进行了最优求解和仿真。　　最后，在毫米波大规模天线阵的条件下，提出一种基于随机相位噪声的物理层安全技术。充分利用无线通信本身的信号格式和信道特征，使得在合法接收者方向上，产生主瓣相同而旁瓣随机的模拟波束。合法接收者能够接收到正常的星座图，窃听者只能接收到随机扰乱的星座图，无法接收到足够的信息量，从而降低信息传输过程中的截获概率，保证信息传输的安全性。