机载预警雷达能够准确、快速地发现远距离和超低空的飞机、导弹,为作战指挥控制系统提供情报支持,是现代信息化战场上不可缺少的重要装备。但是,机载雷达在接收微弱的目标后向散射回波的同时,会不可避免地接收到大量来自地面的杂波。地杂波不仅强度非常大,并且由于载机的运动,不同方向的地杂波相对于雷达具有不同的径向速度,其速度范围为载机运动速度的2倍,导致杂波在多普勒域上的展宽。回波功率较弱目标信号常常淹没在这些地杂波之中,难以直接检测。空时自适应处理(STAP)技术采用空、时联合的二维滤波器,能够有效抑制地杂波,提高系统对目标检测性能。为了获得STAP滤波权矢量,需要从待检测单元周围选取一定数量的、满足独立同分布条件的距离单元数据作为训练样本来估计杂波协方差矩阵。然而,实际中受雷达阵面配置、照射场景地理环境以及其他非理想因素的影响,机载雷达的杂波往往是非均匀的。这破坏了独立同分布条件,造成可利用训练样本数量的不足和杂波协方差矩阵估计的不准确,进而引起杂波抑制性能的下降。本文围绕提高空时自适应处理对非均匀杂波的抑制性能展开研究。针对由非正侧阵和雷达工作环境引起的非均匀杂波的抑制问题,提出了一种利用不同波位数据的空时自适应处理算法,该算法能够有效抑制非均匀杂波。针对由离散杂波引起的虚警,提出一种目标二次甄别算法,降低旁瓣杂波区内虚警点的数量。论文的主要内容概括如下:1.机载雷达杂波特性及非均匀杂波仿真方法研究。从机载雷达回波信号模型出发,分析了杂波的角度多普勒分布和距离多普勒分布,研究了利用高程数据和地表分类数据两种先验知识仿真真实场景非均匀杂波的方法。仿真结果表明,该杂波仿真方法能够有效模拟机载雷达在非均匀场景下接收到的杂波。2.基于知识辅助的非均匀杂波抑制方法研究。在深入分析STAP算法的基本原理和非均匀杂波的成因及影响的基础上,针对由雷达配置和照射环境变化引起的非均匀杂波,提出了一种基于雷达不同波位数据空时自适应处理方法。该算法利用机载雷达搜索模式下获得的不同波束指向的回波数据,经谱估计和功率校正计算获得杂波功率,进而重构杂波协方差矩阵并计算权矢量。该算法仅使用了雷达不同波位中同一距离单元的数据,避免了由邻近距离单元数据中非均匀杂波产生的不利影响,可以明显提高空时自适应处理对非均匀杂波的抑制性能。3.虚警剔除算法研究。雷达回波数据经杂波抑制后进行目标检测,然而,杂波剩余仍会对目标检测造成不良影响,尤其是离散杂波。因此,在深入分析了离散强杂波引起虚警机理的基础上,本文提出了一种虚警剔除算法。该方法对过检测门限的距离多普勒单元中可能存在的副瓣强杂波进行针对性抑制,并利用其输出来判别该距离多普勒单元中是否存在真实目标,最后通过仿真实验验证了该算法的有效性。