阵列信号处理作为信号处理领域的一个重要分支,其应用涉及雷达、声纳、勘测、通信以及医疗诊断等多个领域。稳健自适应波束合成是阵列信号处理的一个重要研究方向,其目的是有效地抑制干扰信号而保留期望信号,从而使天线阵列的输出信干噪比最大化。虽然自适应阵列信号处理在理想的情况下可以达到良好的性能,但在实际中存在各种误差比如阵元位置误差、通道不一致误差、有限快拍误差和阵元间互耦误差等会严重影响到阵列信号处理最后的输出性能。所以,寻求稳健的自适应信号处理算法一直是广大研究者追求的目标。本文通过对阵列信号处理中现有算法的研究,提出和改进了一些算法,使之更加具有稳健性。有限快拍误差、阵元位置误差、通道不一致误差和阵元间互耦误差对系统的影响中,阵元位置误差的误差矩阵和通道不一致误差的误差矩阵是随机的不确定的,而阵元间互耦误差的误差矩阵是由天线阵的性质结构决定的,是可以预先确定的,所以可以先通过预处理来减少这部分误差对系统的影响。在算法分析中,本文先分析过去几种经典的算法:正交投影、贝叶斯算法、抽样矩阵求逆(SMI)算法、递归最小二乘(RLS)算法和最小均方(LMS)算法,然后引入一种改进的对角负载算法,同传统的对角负载稳健波束合成器相比,新算法一方面综合考虑多种误差影响,建立相应数学模型,这些误差包括了阵元位置误差,通道不一致误差,有限快拍误差和阵元互耦误差;另一方面,在求解最优对角负载值时,对协方差矩阵做了预处理,消除了部分误差影响,从而使对角负载校正方法更加有效。针对传统波束合成算法对指向误差敏感的缺点,引入一种基于概率约束的凸集优化方法,它在假定随机的方向矢量符合高斯分布的前提下,保证其指向约束以一定的概率大于单位响应,并将概率约束的优化问题通过凸近似的方法转变成一个迭代的二阶锥优化问题,从而可以利用内点法求解。引入的凸集优化算法综合考虑各种误差的影响,与以往凸集优化相比,新算法在迭代求解最优权矢量时对协方差矩阵做了预处理,消除了部分影响,使凸集优化的方法更能改善系统性能。