自适应波束形成技术是阵列信号处理中的一个重要研究方向,在雷达、声纳和智能天线等领域得到广泛应用。但是在周围复杂的电磁环境下难免会存在模型失配,如期望信号导向矢量失配或者协方差矩阵失配,这些失配严重影响波束形成器的输出性能。此外,如果波束的副瓣电平过高,会降低目标检测性能、低截获性能和抗干扰性能。因此研究各种失配情况下的稳健低副瓣自适应波束形成算法具有重要的理论意义和应用价值。本文基于空间阵列信号处理模型,分析了经典的稳健波束形成算法,但是这些稳健波束形成算法在解决失配问题方面存在不同的缺陷,而且不能准确控制波束的副瓣电平,不能满足稳健低副瓣波束形成的实际应用需求。为了控制波束副瓣电平,采用一种低副瓣MVDR算法,通过在MVDR优化模型上添加多个二次不等式约束,并用凸优化方法求解,准确控制波束副瓣电平;针对低副瓣MVDR算法对于导向矢量失配稳健性不足的问题,研究基于迭代方法校正导向矢量和基于导向矢量直接估计的稳健低副瓣波束形成算法,特别是基于导向矢量估计的稳健低副瓣算法,仅需要知道期望信号的入射范围就能直接估计出期望信号导向矢量。为了去除接收信号中的期望信号分量,提出一种基于干扰加噪声协方差矩阵重建的算法,在此基础上通过最大化输出功率校正导向矢量,利用校正后的协方差矩阵和导向矢量改进低副瓣MVDR算法,实现稳健低副瓣自适应波束形成。为进一步降低副瓣电平,提出一种基于目标函数改进的稳健低副瓣波束形成算法,提高波束形成器对于导向矢量和协方差矩阵失配的稳健性,保证波束形成器的良好输出性能。