机载外辐射源雷达系统以已有照射源作为系统发射站,载机作为接收站来处理回波信号以实现目标探测、跟踪和成像等功能。与机载雷达相比,其具有造价低、探测能力强、无电磁污染等优势;与传统外辐射源雷达相比,接收平台的升高使其具有“高瞻远瞩”的优点。因此,机载外辐射源雷达系统的研究受到了国内外的广泛关注和高度重视。然而,机载外辐射源雷达由于接收平台的运动,静止杂波散射点回波信号的多普勒频率不再分布于零频附近,无法使用传统时域抑制算法和空域对消方法消除杂波和检测目标。机载平台下已有的DPCA算法和STAP算法可以有效解决杂波多普勒扩展的问题,但机载外辐射源雷达系统仍面临着一些挑战,主要包括:长时间相参积累下,直达波参数导致DPCA算法出现通道相位偏差,使得杂波对消出现剩余;连续波信号的高旁瓣特性影响检测单元的背景杂波,从而恶化后续STAP算法的目标检测性能;参考信号不纯净的条件下,与参考通道中的多径匹配的杂波快拍信号影响STAP算法的目标检测能力,出现目标自相消现象。而实际雷达环境中系统面临的先验知识不准确、通道存在幅相误差等问题又将上述挑战变得更加复杂。因此,本文以系统模型和杂波特性分析为基础,提出了适用于机载外辐射源雷达系统的杂波抑制方法来改善目标检测性能。全文主要研究工作为:1、针对长时间积累下机载外辐射源雷达存在的目标距离走动和DPCA杂波剩余问题,提出了一种基于先验知识辅助的机载外辐射源雷达微弱目标检测方法。该方法首先利用Keystone变换校正目标的距离走动,然后理论推导出与直达波参数有关的DPCA通道间相位偏差,最后利用直达波参数的先验信息对相位偏差进行补偿实现杂波抑制,从而提高微弱目标检测能力。2、针对长时间积累下先验知识不准确导致所提方法目标检测性能下降问题,提出了一种改进的机载外辐射源雷达微弱目标检测方法。该方法在Keystone变换后以峰值噪底比为准则构建与直达波参数相关的目标函数,然后根据得到的直达波参数估计值补偿相位偏差实现DPCA杂波对消。仿真结果表明改进方法可以有效解决先验知识误差导致的杂波剩余与目标检测能力下降的问题。3、针对连续波旁瓣较高的条件下,强干扰旁瓣会导致传统STAP方法目标检测性能下降且已有级联相消算法运算量大的问题,提出了一种基于空时旁瓣抑制算法的级联相消方法。该方法首先构建了强干扰旁瓣的稀疏观测模型,然后以输出功率最小为准则构造代价函数,并迭代求解旁瓣相消权矢量实现强干扰旁瓣的抑制,最后利用STAP算法对消杂波。该方法避免了高维矩阵求逆过程,可大大减少算法运算量。仿真结果表明所提方法可有效消除强干扰旁瓣对STAP算法的影响,可有效实现目标检测性能和计算量的折中。4、针对连续波旁瓣较高的条件下,通道幅相误差的存在降低所提级联相消方法旁瓣对消性能的问题,提出了一种改进的级联相消方法,即基于干扰旁瓣和通道误差联合估计的级联相消方法。该方法首先建立了通道误差下强干扰旁瓣和杂波的信号模型,并修正了稀疏观测模型和代价函数,然后利用联合迭代方法求解旁瓣相消权矢量和通道误差矢量实现旁瓣对消,最后通过STAP算法抑制杂波。仿真结果表明改进方法可保证通道幅相误差下的旁瓣对消性能,可有效实现通道误差下目标检测能力和计算复杂度的折中。5、针对不纯净参考信号条件下,参考通道中多径信号引起的多径杂波成分影响待检测单元的背景杂波,从而导致传统STAP算法目标检测性能下降问题,提出了一种级联相消方法。该方法首先根据多径杂波的快拍信号模型建立观测矩阵,然后利用多径杂波在距离多普勒维的分布特性构建稀疏约束的代价函数,从而实现多径杂波成分的抑制,最后通过STAP算法来消除与直达波信号匹配得到的直达波杂波成分。仿真结果表明所提级联相消方法可有效消除不纯净参考信号对STAP算法的影响,避免目标自相消现象。6、针对不纯净参考信号条件下,所提级联相消方法使用固定的正则化参数导致收敛速度下降的问题,提出了基于多径杂波相消权矢量与正则化参数联合估计的级联相消方法。该方法通过联合迭代方式交替更新相消权矢量和正则化参数,然后根据求取的权矢量消除不纯净参考信号对STAP算法的影响。仿真结果表明改进方法可有效提高算法的收敛速度和相消性能。