频控阵是近年提出的一种新型阵列。传统相控阵的波束指向只与角度有关,而频控阵则能通过在每个阵元上附加微小的频偏产生具有距离-角度依赖性的发射波束,具有独到的优势,在目标定位、干扰抑制等方面拥有广阔的应用前景。极化敏感阵列信号处理是阵列信号处理领域的一项前沿技术,通过获取并利用信号的极化信息可提高信号处理的整体性能。当干扰与期望信号在空间上不可分时,利用极化信息可增加自由度以对抗干扰。本文将极化敏感阵列与频控阵相结合,设计出具有距离依赖性波束响应的频控阵-极化敏感频控阵系统,利用信号极化信息进一步抑制与期望信号在空间上不可分的干扰或杂波,并基于凸优化理论,通过联合优化阵列收发波束成形与极化敏感阵列空间指向在目标位置实现最大信干噪比。本文首先构建了一个基于子阵划分的频控阵-极化敏感频控阵系统,产生距离-角度解耦的波束方向图。在分析距离和角度估计克拉美罗下限的基础上,推导出了每个子阵的最优频率增量。然后以系统的信干噪比最大化为目标,构建频控阵发射波束成形、极化敏感频控阵接收波束成形和空间指向矩阵联合优化问题,并利用瑞利熵、半正定规划和罚函数方法进行求解。通过仿真分析可以证明本文中所设计的系统和波束成形优化方案可以产生距离-角度解耦的波束响应,并有效抑制干扰,更准确地估计目标位置,提高通信质量和安全性。然后,在基于子阵划分的频控阵-极化敏感频控阵系统的基础上,考虑更加具体的接收机结构问题,提出了带限和全频带两种结构,充分发掘波束方向图的特性。基于这两种接收机结构,本文又考虑设计在目标位置处时不变的波束方向图,并以此为目标推导出最优的频率增量。然后仍以最大化系统信干噪比为目标,联合优化频控阵发射波束成形、极化敏感频控阵接收波束成形和目标指向矩阵,并通过瑞利熵、半正定规划和罚函数方法求解。通过仿真分析,本文对两种接收机结构的性能进行了比较,并证明了本文所提出的系统和优化方案能够产生在目标位置时不变的波束方向图,在抑制干扰和提高通信质量及安全性方面都展现出了优越的性能。