极化信息的精确获取与利用可以有力提升雷达目标检测、抗杂波/干扰、目标成像和分类识别的能力。雷达测量对象的不断拓展变化是雷达极化精确获取的挑战之源,传统的具有“静态/慢速、确定性、点目标”等特点的观测对象逐渐向具有“高速运动/大机动、大尺度分布”等新特点的观测对象拓展,高动态目标带来的运动调制效应与快起伏变化特性给极化测量引入了新的误差因素,这对雷达极化测量发射波形设计及信号处理技术提出了新的挑战。本文瞄准高动态目标精密极化信息获取的需求,基于同时全极化测量雷达系统,对极化测量正交发射波形设计技术进行了深入的研究,论文的主要研究内容如下:第一章,阐述了极化测量体制的发展历程和研究现状,同时指出极化测量目标特性的逐渐扩展,引出了论文的研究背景和研究意义;接着针对同时全极化测量雷达的正交发射波形设计问题,重点论述了正交相位编码波形和完全互补波形设计的研究现状和主要问题,最后给出了论文的主要研究内容与结构安排。第二章,研究了极化测量波形设计性能衡量指标以及典型正交波形的性能分析。针对同时全极化测量雷达波形设计,提出了“峰值旁瓣比”、“波形隔离度”以及“多普勒容限”等三个设计指标,分别从波形的自相关、正交特性以及多普勒容忍性方面,衡量波形的极化测量性能;分析了典型正交波形,包括“正负斜率线性调频波形”、“正负斜率非线性调频波形”、“正交多相编码波形”和“正交离散频率编码波形”的极化测量性能。第三章,研究了高多普勒容限正交相位编码波形设计问题。首先针对相位离散的正交多相编码波形,采用了灵活的分组编码方式,考虑了目标的运动速度和加速度,设计了以自相关函数旁瓣峰值、互相关函数峰值、自相关函数旁瓣能量和互相关函数能量的和为目标函数的优化模型,并利用遗传算法对模型进行求解,得到了相关性能和多普勒容限良好的正交多相编码波形,相比于Deng等人的波形设计方法,性能提升约为1～1.5 dB;针对相位连续的正交相位编码波形,为了达到更好的波形指标,结合实际需求,考虑局部旁瓣抑制条件下的波形设计问题,并提出了一种基于梯度的循环迭代算法,在梯度求解的过程中利用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法提升了梯度的运算效率,该算法可以得到在指定多普勒区间具有极低旁瓣的正交相位编码波形,与传统的WeCAN算法相比,性能提升约为25 dB。第四章,研究了高多普勒容限完全互补序列的设计问题。从完全互补序列的定义出发,以同时全极化测量体制信号处理为背景,引出了完全互补序列的多普勒容忍性问题。进一步将波形优化设计问题建模为一个非约束条件下的极小化问题,通过引入一个辅助矩阵,实现利用FFT算法计算目标函数及其对应梯度,提升了模型优化的运算效率,并提出了一种基于梯度的循环迭代算法来解决波形优化设计问题。仿真表明,所设计的完全互补序列在指定的多普勒区间保持了良好的相关性能,可以应用于同时全极化雷达对高动态目标的精密极化测量。第五章,总结了论文的研究工作和主要创新点,并指出了需要进一步研究的问题。