空时二维自适应信号(STAP)处理技术可以有效对杂波进行抑制,改善机载机载雷达的目标检测性能。经过30多年的发展,国内外对STAP技术已经逐渐从理论研究转向实际应用中。由于机载雷达往往工作在复杂的环境中对运动目标的检测,但是由于载机平台的运动,导致杂波谱在多普勒上严重扩散,使得运动目标会被淹没在杂波中,传统的一维时域或空域滤波器均不能形成与杂波相匹配的凹口,难以达到有效抑制杂波的目的。然而杂波谱在空域和时域上是耦合的,空时二维自适应信号处理是在空域和时域上的二维联合滤波,同时具有空域和时域自由度,二维域上杂波与目标重合的概率很小,它可以在空时二维谱平面上形成凹口有效地抑制杂波,提高机载雷达系统的目标检测性能。因此空时二维自适应滤波就成为了机载雷达抑制杂波的一项关键技术。空时二维自适应处理的基本原理已经清楚,但是在实际应用还有一系列的问题需要解决。本论文针对空时二维自适应处理技术在机载雷达中应用所遇到的问题展开研究,提出和改进了一些信号处理算法,并针对一些具体问题给出了解决方案。本论文的研究内容主要包括以下几个方面:1.第二章系统地研究了机载雷达杂波谱结构和降维STAP方法,提出了JDF$A和JRF$A方法,表明在处理器维数一定、辅助样本数有限的条件下,降维处理可以取得较好的处理结果。2.第三章针对前视阵中雷达杂波谱的距离依赖关系,而呈现严重的非平稳性,导致杂波协方差矩阵估计困难,提出了几种谱补偿的方法以减轻这种杂波谱对距离的依赖性。这些方法分别是空域导向矢量拟合方法、杂波子空间方法、级数展开的方法和传播算子方法,它们是利用相干信号的处理的方法对杂波谱进行有效的补偿,实验结果证明具有运算量较小优点。3.在研究了非正侧阵中杂波谱的补偿方法的基础上,提出了基于空域导向矢量拟合的剔除强散射点的STAP方法,该方法利用非均匀检测器消除孤立干扰对采样协方差矩阵的估计的影响,以构造出与杂波相近的杂波协方差矩阵,提高机载雷达STAP的检测性能,;为了提高数据处理的速度,降低运算量,提出了基于CZT的空域导向矢量拟合方法;但这些方法都需要对数据进行FFT变换,因此提出了DBU-MWF方法,该方法可以直接对接收的数据进行处理,并降低矩阵的求逆运算量;通过衡量训练单元与待检单元数据的相似性,提出了一种相似性度量的杂波谱补偿方法。4.重点研究了机载双基雷达杂波二维分布与双基几何构型,由于双基结构复杂多变,给出了四种经典的双基STAP结构和杂波谱,并结合第三章的方法对其中两种结构下的杂波谱进行了补偿,并且通过分析证明变换矩阵是一种无损失的变换。