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受卫星高速运动和地球自转影响，天基预警雷达杂波在俯仰-方位-多普勒三维空间呈紧耦合特性，极大降低了传统空时自适应处理（STAP）方法的慢速运动目标检测性能。采用方位-俯仰-多普勒三维STAP可实现天基预警雷达杂波解耦，但与非正侧机载预警雷达杂波的三维松耦合情况不同，该应用需要较大系统自由度才能实现次最优杂波抑制性能，所带来的巨大运算负担和均匀样本需求使其难以应用于实际。针对上述问题，该文首先构建了天基预警雷达平面阵回波空时信号模型；然后详细分析了其杂波在方位-俯仰-多普勒三维空间的紧耦合特性；最后提出了基于级联处理的低自由度三维STAP方法，利用空域加权子阵合成预先衰减副瓣杂波，再利用俯仰-多普勒自适应处理抑制剩余各次距离模糊主瓣杂波。仿真实验验证了所提STAP方法可在低运算复杂度和小样本需求条件下实现次最优杂波抑制性能，因此适用于天基预警雷达实际应用。