随着世界科技与经济的发展,各国都在发展建造海上/滨海机场,例如英国伦敦第三机场、纽约拉瓜迪亚机场以及澳门机场等。然而由于海上/滨海机场附近气象条件复杂,民航客机在海上/滨海机场起飞降落将面临着许多恶劣的气象状况,会对飞机飞行安全造成重大威胁,而低空风切变则是众多恶劣气象状况中威胁飞机飞行安全的“头号杀手”。机载气象雷达作为飞机航电设备的重要组成部分可以在海面背景下进行低空风切变检测,但是却面临着许多困难,首当其冲的是机载气象雷达接收的海杂波信号会埋没低空风切变信号,使风速无法准确估计,导致低空风切变无法准确检测。目前的低空风切变检测方法多针对于地杂波背景,然而地杂波与海杂波之间存在着许多不同,海面波浪的运动会造成海杂波空时谱展宽,导致杂波抑制难度增加,影响低空风切变检测的准确性。因此专门研究海杂波背景下的低空风切变检测方法具有十分重要的意义。本论文以机载相控阵气象雷达为基础,针对海杂波背景下的低空风切变检测方法展开研究。主要内容如下:提出一种海杂波背景下基于空间多波束-时域滑窗的低空风切变检测方法。此方法首先对雷达回波数据进行预处理,然后构建空间多波束-时域滑窗的空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)结构,对同频多普勒通道的输出进行自适应处理,构造代价函数实现低空风切变场的风速估计,最后计算平均F因子与告警阈值进行比较,实现低空风切变检测。针对独立同分布(Independent Identical Distribution,IID)训练样本数量极少的情况,提出一种基于稀疏重构的低空风切变检测方法,可仅利用几个少量的样本就能实现准确的低空风切变检测。此方法首先利用前视阵海杂波在角度-多普勒域的稀疏特性,通过构造超完备字典对空时快拍信号进行稀疏表示,采用稀疏贝叶斯学习算法进行信号重构,估计待检测距离单元的杂波协方差矩阵,然后通过构建空时自适应滤波器进行海杂波抑制与信号匹配,构造代价函数实现低空风切变风速估计,最后计算平均F因子进行低空风切变危险性判决,实现低空风切变检测。