微弱信号处理对提升雷达系统性能和射电天文观测效率有着重要的意义,然而在复杂的电磁环境下干扰信号给微弱信号处理带来了巨大挑战。在这个方面,基于非对称阵列的抗干扰方法有着独特的优势。基于上述背景,并充分考虑微弱信号观测的需求,本文重点开展了面向信号处理应用的抗干扰方法评价准则、相关后处理抗干扰方法和自适应波束形成抗干扰方法等三个方面的研究工作。首先,作为研究抗干扰方法的基础,本文以射电天文应用需求为目标,从噪声信号特性、干扰抑制、方向图畸变等三个方面,建立了总的抗干扰方法评价准则,并分析了典型的非对称阵列抗干扰算法对射电天文观测的影响；在此基础上,结合阵列接收系统的特点,评价了抗干扰处理对噪声信号统计特性的影响。其次,针对干涉仪应用的特点,提出了一种基于非对称阵列的相关后处理抗干扰方法。该方法利用非对称阵列的相关数据和期望信号的特征结构,重构信号空间,进而提高期望信号子空间的估计精度,以构造干扰滤波矩阵,实现干扰消除的目标。仿真实验验证了该方法在干扰抑制性能上的提高。最后,针对相控阵体制射电天文望远镜应用的需求,提出了一种基于非对称阵列的斜投影波束形成方法。该方法利用辅助天线估计干扰信号的参数,获得精度更高的干扰信号协方差矩阵的伪逆的估计值,以改进斜投影波束形成算法,达到提高干扰方向波束零点形成深度的目的。仿真实验表明该方法改善了实际应用条件下斜投影波束形成算法的干扰抑制性能,同时对噪声信号统计特性的影响在可控范围之内。