极化是描述雷达回波信号的一维重要信息。现有工作表明根据目标散射特性进行极化优化设计相较于固定极化方式可以显著提高雷达性能。论文研究了目标散射矩阵估计和发射接收极化优化设计问题,主要研究工作及成果包括以下两个方面:(一)研究了高斯杂波背景下,基于目标散射矩阵最佳估计的收发极化优化设计方法。该方法利用线性最小均方误差估计出目标散射矩阵,以散射矩阵均方误差最小为设计准则推导了最佳的收发极化联合矢量,并且给出了具体的发射和接收极化参数。仿真实验验证了上述极化优化方法对于提高目标散射矩阵估计精度的有效性。(二)研究了纹理分量服从逆伽马分布的复合高斯杂波背景下,基于目标散射矩阵最佳估计的发射极化优化方法。该方法利用扩展参数—期望最大化算法实现了目标散射矩阵和杂波参数的有效估计,通过最小化目标参数的克拉美罗界得到了最优的发射极化参数。不同于现有的网格搜索算法,文中的发射极化优化算法可以通过发射几对相互正交的极化参数来实现,在性能与前者相当的前提下,大大减少了极化优化带来的计算复杂度。