共形阵共形在高速运动的飞行器表面,不仅能够扩大波束扫描范围,而且具有低剖面、不影响载体的空气动力学性能等特点,因此其在机载、星载、弹载等高速运动的载体上有非常广阔的应用前景。然而,共形阵因其独特的阵列形式,使得其分析及研究比线阵及平面阵要更加复杂,现有的很多波束形成算法也无法直接应用。虚拟天线技术是在智能天线的基础上发展起来、根据实际阵列接收到的信号转换到虚拟阵列中的信号进行处理的先进技术,以达到对原阵列的一种转换从而便于后续阵列信号处理。内插变换技术应用于虚拟阵列波束形成时,虚拟阵列波束响应旁瓣过高、且无法抑制变换范围外干扰;此外,由于受到变换误差的限制,对虚拟阵列的阵列形式要求较高,存在适用角度范围较小的问题。本文主要围绕内插变换虚拟阵列应用于共形阵列波束形成算法中存在的这些问题展开研究。首先,针对内插变换虚拟阵列波束形成中,旁瓣过高且变换范围外零陷变浅或偏移的问题,将信号的稀疏表示应用于虚拟阵列波束形成中,以压低虚拟阵列波束响应的旁瓣。而针对该方法导致的干扰处零陷变浅的问题,采用了多区域内插变换方法,求得虚拟阵列的MUSIC谱估计应用于非均匀加权系数的构造中,压低波束响应旁瓣的同时,在干扰处形成较深的零陷。其次,针对内插变换应用于波束形成时,由于变换误差限制导致适用角度范围较小的问题,先分析了变换误差的影响因素,得到较优的虚拟阵列;然后提出了一种利用权值正交约束变换误差的改进算法。该方法将权值和变换误差约束为近似正交的关系,在虚拟阵列接收信号的协方差矩阵上加载变换误差协方差矩阵,改善变换角度范围过大时波束形成性能下降的问题。