自适应波束形成作为信号处理中的一个热门研究领域,在雷达、地震预报、通信、导航等重要科学领域都有应用。常规自适应波束形成算法存在以下缺陷:未考虑实际环境中各种误差以及信号源相干等问题,性能急剧下降;实际应用中对信号的方位分辨力要求极高,阵列的阵元数往往很多,常规自适应波束形成算法都是考虑在阵元域处理,其计算复杂度较高、硬件资源消耗过多,导致硬件成本高、信号难以实时处理。本文在常规自适应波束形成算法的基础上,采用修正的Toeplitz（ITOP）算法解相干,引入波束域GSC框架,提出一种完整的ITOP-稳健波束域LC-GSC降秩自适应波束形成算法,搭建了基于多FPGA+DSP超声相控阵波束形成实验平台,验证该算法的有效性。本论文从自适应波束形成算法的解相干性能、计算复杂度、实现方式三方面展开研究,其主要内容如下:（1）针对常规解相干算法存在解相干性能不完全、方向图失真、计算量大等问题,提出一种修正的Toeplitz（ITOP）算法。该算法不需要求解整个采样协方差矩阵,只需利用采样数据的第一行与其他行数据作互相关函数来重构协方差矩阵,其解相干性能较好,算法运算复杂度低。仿真结果表明,修正的Toeplitz（ITOP）算法相较于传统Toeplitz算法,其方向图无失真、干扰抑制能力强、输出SINR有效提高。（2）针对传统阵元域算法存在计算复杂度高、稳健性差、难以在工程上应用等问题,研究一种能够降低计算复杂度的方法。首先将GSC算法由阵元空间转换到波束空间,构建了波束域GSC框架,以获得较低的计算复杂度;接着在该框架下引入LCMV思想,结合快速降秩算法、简化信号子空间投影,得到稳健波束域LC-GSC降秩算法;最后将修正Toeplitz（ITOP）算法与稳健波束域LC-GSC降秩算法相结合,得到本文所提出的完整的ITOP-稳健波束域LC-GSC降秩自适应波束形成算法。仿真结果表明,该算法相较于传统阵元域GSC算法,其计算复杂度低、能够在准确在期望信号方向形成主瓣、在相干干扰方向形成零陷、有效抑制干扰且算法稳健性较好。（3）搭建基于多FPGA+DSP的实验平台,在硬件平台上实现了算法并进行了相关实验研究。针对FPGA与DSP在数据处理上各自的特点不同,对算法的运算过程进行适当分解,提出FPGA完成解相干和降秩矩阵求解并将数据传送给DSP进行后续数据处理的新型结构。在这种数据处理结构下,FPGA承担了一部分规则的数据处理任务,降低了DSP的运算压力,同时FPGA无需发送全部采样数据给DSP,大幅减轻了数据通信的带宽压力。实验结果与仿真基本一致,表明本文算法对相干干扰抑制能力较强、能够完成自适应滤波且系统计算复杂度较低。