共形阵列贴合载体曲面的构型符合基于空气动力学的飞行器外形设计,可以减小飞行阻力和油耗、降低飞行器RCS、提升隐身能力。在雷达性能方面,这种构型可最大限度地扩展阵列有效孔径,获得更广的波束覆盖范围和监控视野;天线贴合曲面、不同朝向的放置使极化响应各异的特点给共形阵列带来极化敏感能力。综合利用空域-时域-极化域自由度能提高共形阵列的目标探测能力和地杂波抑制能力,这依赖于对目标回波和杂波在空-时-极化多维空间内特性差异的利用,需要重点解决回波多维参数估计、矢量传感器阵列的流形误差校正技术、非均匀和非平稳的杂波抑制技术等关键科学难题。针对这些难题,本文提出DOA和极化参数的快速估计算法、天线位置误差校正算法、互耦效应校正算法和基于稀疏恢复的STAP方法。主要研究方法概括如下。1.针对共形阵列曲面构型和天线极化响应各异导致的现有参数估计算法计算负担重和平面阵列快速估计算法失效的问题,提出一种基于相模理论的DOA和极化参数快速估计算法（TID-DESPRIT）和一种基于Hough变换的DOA和极化参数快速估计算法（PST-Hough）。TID-DESPRIT将接收数据从阵元域变换到相模空间域,利用变换域中接收数据的数学结构推导信号参数的闭式解。TID-DESPRIT先建立接收数据在变换域的模型形式,在设法将DOA和极化参数分离后,利用贝塞尔函数和指数项的递推性建立一个包含DOA的二次特征值方程并求解,再利用接收数据模型的解析式计算极化参数。PST-Hough利用协方差矩阵相位明确的解析式解出其中的信号参数,并通过迭代方法提高参数估计精度。PST-Hough首先推导一套简洁、完备的相位无模糊提取方法框架;为了避免多维参数联合搜索,算法将DOA和极化参数分离后,先基于Hough变换估计出DOA,再使用类似Rank-MUSIC的方法计算极化参数,通过迭代方法解决分维估计造成的精度下降问题。仿真实验验证了两个估计算法的性能。2.共形阵列天线位置误差同时影响天线空域响应和极化域响应,而现有校正方法的模型大多只包含空域响应。当它们用于共形阵列,模型的失配会使校正性能下降。针对这一问题,提出一种基于校正源的天线位置误差分维校正方法。所提方法先分析了天线位置误差对天线空域响应和极化域响应的具体影响,将天线位置误差分解成轴向和高度向两个维度;然后再利用极化响应设计包含轴向误差的方程并解出,再建立基于SCOP的优化函数解出高度向误差。仿真实验验证了所提算法的校正性能。3.互耦效应对天线的H面和V面方向图畸变不同因此必须分别建模,同时实际中互耦模型矩阵不符合Toeplitz结构假设,基于此假设的互耦自校正方法失效,针对这些问题,提出一种基于天线方向图重建的有源互耦效应校正方法。该方法使用校正信号来测量天线的H面和V面的实际方向图,再计算互耦校正矩阵;还提供了最佳校正性能和最适合工程应用的校正信号参数设置方案。仿真实验验证了所提算法性能。4.相比于平面阵列,共形阵列的杂波具有更强的非平稳、非平均特性和更高的自由度。这造成使用相位补偿方法来对齐临近距离单元和待检测单元的空时谱时会因共形阵列的三维结构出现性能下降,临近距离单元中和待检测单元杂波分布一致的均匀样本数不足,因此难以将临近距离单元的回波作为训练数据来估计待检测单元的杂波分布。针对这一问题,提出一种基于稀疏恢复的单数据集STAP方法（SDSSR-CA）。SDSSR-CA只使用待检测单元的回波计算杂波协方差矩阵,并使用稀疏恢复的方法解决可用样本数不足的问题。SDSSR-CA先预测杂波分布,在角度-多普勒平面上根据杂波功率划分区域,再根据杂波扩散程度为每个区域设置不同的网格（原子）密度和原子选点策略;最终描述杂波分布的字典由各区域选出的原子组成;最后,使用计算的字典和角度-多普勒像重构杂波数据和协方差矩阵,并计算STAP滤波器权值。基于实测数据的实验验证了所提算法性能。