无线信道的广播特性使得信息安全问题异常严峻。传统的上层加密技术随着计算机技术和窃听技术的发展,已越来越不能满足人们对信息安全的要求。受信息论启发,物理层安全机制被引入到无线通信中,其只借助于无线信道本身的随机特性就可以实现安全通信。多天线波束成形技术由于能够同时增强合法信号和抑制窃听信号,成为物理层安全中最受关注的技术之一。本论文主要对认知无线网络和无线携能通信中的安全波束成形技术展开研究。首先将人工噪声辅助技术引入到安全认知无线网络中。以最大化安全速率为目标,提出了一种信息信号波束和人工噪声波束的联合优化算法。仿真表明,这种算法能够有效提高系统的安全性能,并能解决近距离窃听的难题。其次将中继技术引入到安全认知无线网络中。次网络通过中继的方式协助主网络的通信,将原本在通信上相互独立的主网络和次网络结合在一起,建立了安全认知中继系统模型。针对次用户发射端已知完整和不完整信道状态信息两种情形,以最小化总发射功率为目标,分别提出了一种转发矩阵,信息波束和功率分配系数联合优化的算法。然后研究了无线携能通信在干扰信道上的物理层安全问题。在发射端只具有不完整的信道状态信息场景下,分别以总发射功率最小化和安全速率最大化为目标,提出了一种基于一维搜索的鲁棒波束设计算法。随后,为了降低计算复杂度,又提出了一种迫零波束设计算法。仿真结果表明,鲁棒波束设计算法比传统的人工噪声辅助算法具有更好的性能,并且可以获得比迫零波束设计算法更多的性能增益。最后为了同时增强无线供电通信网络的能量传输效率和信息传输安全,并且考虑到窃听端可能是内部节点和外部节点两种场景,分别提出了基于完整窃听信道状态信息和不完整窃听信道状态信息的系统资源联合分配算法。仿真结果表明,所提算法明显优于固定资源分配方法,并且具有很好的对抗近距离窃听性能。