空域波束形成算法的性能在很大程度上受空间方向分辨率的影响和制约，为了解决这一问题，一方面应该采用空间方向特性更好的天线阵列，另一方面应该对空域波束形成算法进行改进，只有对天线阵列结构和波束形成算法同时深入研究，才能挖掘各自的潜力，提高阵列信号处理系统的整体性能。本文首先对天线阵列空间方向分辨率(主要针对二维均匀天线阵列)进行了深入的理论分析和仿真实验研究；然后对几种经典的空域波束形成算法进行了详细的研究和比较，分析了空间方向分辨率对这些算法性能的影响；针对空域波束形成算法性能受空间方向分辨率影响的问题，提出了两种改进的波束形成算法，一种是空时自适应处理算法STGEIB，另一种是极化域—空域自适应处理算法SPGEIB，理论分析和仿真实验都表明，新的波束形成算法能够解决空域波束形成算法性能受空间方向分辨率影响的问题，并且对空域波束形成算法性能有很大程度的提高。 本文的研究工作主要包括以下几个方面：①讨论了三种常用的二维均匀天线阵列(方阵、圆阵、L阵)的空间方向特性。推导出了三种二维均匀天线阵列空间方向分辨率的工程近似计算公式并对它们进行了比较；在此基础上，利用互阻抗法并通过计算机仿真详细地讨论了阵元间的互耦对阵列的空间方向分辨率的影响，并且解释了分析的结果；另外，对由工程近似计算公式得到的阵列的空间方向分辨率和计算机仿真得到的阵列的实际空间方向分辨率进行了比较，指出了工程近似公式的局限性。 ②对几种经典的空域波束形成算法并进行了研究比较。分别介绍了以下三种经典的波束形成算法：与接收信号无关的数值波束形成算法、线性约束最小方差波束形成算法LCMVB、基于特征空间的广义波束形成算法GEIB，分别详细的阐明了这三种算法的原理，并且将这些算法推广应用于二维阵列，还利用大量仿真对算法性能进行了验证，最后对这些算法进行了综合比较，指出了它们的优缺点和应用范围。 ③提出了一种高性能的空时联合的自适应波束形成算法STGEIB。首先详述了STGEIB算法的原理并讨论了STGEIB算法线性约束的设计方法；通过公式推导，阐明了STGEIB算法进行空时自适应滤波的原理；然后，通过大量的仿真实验研究了STGEIB算法的性能，主要研究了STGEIB空时自适应滤波性能，并且将STGEIB算法与STLCMVB、GEIB和空—时滤波方法进行了仿真比较；另外，还讨论了STGEIB算法的运算量和对任意天线阵的适用性。 ④研究了极化域—空域自适应处理技术中滤波和谱估计问题，提出了一种高性能的极化域—空域滤波算法SPGEIB。首先，针对极化域—空域联合波束形成算法中期望信号方向和极化参数需要估计的问题，研究了极化域—空域谱估计算法，论述了极化域—空域MUSIC和ESPRIT算法的原理，比较了二者的优缺点，并进行了仿真实验；接着，讨论了极化域—空域自适应滤波准则，在此基础上，提出了一种高性能的极化域—空域波束形成算法SPGEIB，论述了SPGEIB算法的原理并且阐明了SPGEIB算法能够进行极化域—空域自适应滤波的机理；最后，通过仿真实验进一步证明了SPGEIB算法的优越性。