雷达发射和接收的信号都是以电磁波的形式在空间进行传播的,电磁波作为一个矢量场,除了振幅、频率和相位等参量外,它还具有另外一种可观测的物理特性即极化特性,极化信息在雷达目标检测、识别、滤波增强方面有着巨大的应用潜力。论文以目标回波中的极化信息为研究对象,研究了极化合成、虚拟极化滤波以及动态参数估计等信号处理过程,从理论上定量地证明了极化信息被利用的优势和潜能。论文的主要工作如下:1.目标的极化散射矩阵能够较为全面地反映表征目标散射特性的全部信息,已知极化散射矩阵就可以获得在任意极化收发组合下的接收功率,文中利用极化合成技术得到了几种典型目标的极化特征图,进而对其极化响应特性进行了详细的分析,为研究其它复杂目标的散射回波特性提供了理论上的分析方法。2.在虚拟极化理论的基础上,利用虚拟极化匹配和正交实现了目标的极化增强和杂波的极化抑制;并针对未知和时变的杂波环境,根据相干矩阵递推算法研究了极化自适应滤波问题。3.文中特别将自适应极化滤波与旁瓣对消结合起来用于抗干扰系统,该方案的主要思路是对普通旁瓣对消系统中的辅助天线进行改造,采用三正交极化通道接收。理论分析和仿真均验证了该方法在抑制辅助通道中的目标信号的同时保留了干扰信号,提高了辅助通道的干信比,达到与主通道接收信号中的干扰对消的目的,可以用来抑制常规旁瓣对消系统中的目标效应,进而达到改善自适应旁瓣对消系统性能的目的。4.和普通阵列相比,极化敏感阵列具有更加优越的系统性能:较强的抗干扰能力、稳健的检测能力、较高的分辨能力以及极化多址能力。文中特别针对空间电磁信号特征参数时变以及空间电磁环境非平稳的情形,介绍了一种阵列相关矩阵的更新算法,可以对信号DOA和极化参数进行动态的联合估计。在该更新算法的基础上,使用MUSIC算法和ESPRIT算法分别研究了基于不同的极化敏感阵列的动态参数估计问题。