无人机毫米波通信系统凭借其灵活性高、带宽大、传输速率快、可快速部署等优点受到了国内外学者的广泛关注。相比于拥挤的低频段电磁波,毫米波拥有海量的空闲频段为系统提供大带宽支持;波束成形技术能够利用天线阵列产生具有高增益的窄波束,将其应用到毫米波系统中,能够克服毫米波传输损耗大的问题。无人机平台有着诸多优点,但是无人机平台能量受限,要在无人机毫米波系统中利用波束成形技术,必须降低波束成形算法的实现复杂度;同时无人机平台在飞行过程中,会由于风力影响而产生抖动,进而导致波束失配和系统性能下降。基于此,本文对无人机毫米波系统中的波束成形技术进行了研究,从而为无人机无线通信系统的设计提供参考。论文的主要工作有:首先对数字波束成形技术（Digital Beamforming,DBF）、模拟波束成形技术（Analog Beamforming,ABF）以及混合波束成形技术（Hybrid Beamforming,HBF）的原理进行了介绍;随后阐述了毫米波的传输特性及其信道模型;最后分析了无人机平台抖动对系统性能的影响。针对无人机能量受限、数字波束成形算法能耗过高,以及现有的混合波束成形算法复杂度高的问题,提出了一种低复杂度的基于梯度追踪（Gradient Pursuit,GP）的改进混合波束成形算法。该算法首先利用低精度码本进行初次搜索,待找到搜索位置后在该位置附近采用小型的高精度码本进行二次搜索,从而完成混合波束成形矩阵的求解。相较于传统的基于正交匹配追踪（Orthogonal Match Pursuit,OMP）的混合波束成形算法以及基于梯度追踪的混合波束成形算法,所提算法能够在不影响系统频谱效率的基础上,大幅降低了实现复杂度。针对无人机平台抖动而产生的波束失配问题,提出了一种可应对不同抖动强度的自适应波束成形算法。该算法利用多次波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计结果的分布情况,对波束域的范围进行自适应的调整,从而使目标始终处于波束对准范围之内。仿真结果说明,在不同抖动强度的场景下,所提自适应波束成形算法的平均频谱效率均优于或等于采用固定宽/窄波束的波束成形算法,减轻了波束失配对系统性能的影响。