极化可描述电磁波的矢量运动轨迹,是无线通信可利用的重要信息。随着人们对极化信息研究的不断深入,其在无线通信与雷达领域有着巨大的发展潜力。将极化信息引入到雷达系统中进行分析,可以提高目标识别的准确度。而在无线通信中,可以利用极化分集技术来抗多径衰落、提升信道容量。作为极化技术应用的硬件基础,实现全极化的射频收发系统将是未来的发展趋势。本文结合项目需要,设计和实现了一套全极化射频收发系统。具体研究内容分为三个部分:1.研制了一款全极化发射机。在对传统发射机结构进行分析和对比的基础上,完成了全极化发射机系统架构的搭建。该发射机由频率综合器模块、发射通道模块、控制模块以及电源模块四部分组成。利用ADS软件对该方案的增益、频率选择性、谐波特性等指标进行了仿真验证。实测结果表明:全极化发射前端可以产生带宽可控的调频连续波。并且通过对单刀双掷开关的切换,可以改变极化方式。该发射机的发射功率为25.33 d Bm,杂波抑制为-70.39 d Bc@4.27 GHz。2.研制了一款全极化接收机。基于对接收机系统架构的研究,该接收前端采用超外差式结构,由本振模块和接收通道两部分构成。针对指标要求进行了特殊的低噪声设计,经过仿真和实测的验证:全极化接收前端的噪声系数为1.2 d B,接收本振相位噪声为-97.16 d Bc/Hz@1k Hz。3.设计了一款适配于全极化射频前端的全极化天线。该天线采用交叉偶极子的结构,由平面偶极子贴片、L型馈电结构、寄生单元,介质板及反射地板构成。通过改变馈电方式能够实现线极化与圆极化的转化,并且引入寄生单元以实现波束展宽。利用全波仿真软件对全极化天线进行了仿真验证。根据表面电流分布情况分析了该天线产生双极化的原理。实测结果表明,该天线的波束宽度超过了120°,端口隔离度大于30 d B,并且通过改变馈电方式实现了全极化辐射特性。