射电波段是太阳物理学研究的重要观测窗口,太阳射电爆发,特别是米波～十米波段的射电暴,携带着太阳爆发物理过程、激波传播和高能电子分布的重要信息,对其进行观测具有重要的科学应用价值,尤其是其中圆极化特性的观测,有助于了解爆发过程中的触发和能量释放与转化机制、物质运动等现象,有助于理解、诊断有关的基本等离子体物理过程,并能对高能粒子事件进行预报。本文基于太阳射电爆发的精确观测的需要,研究了宽带全极化的射电接收系统,研制了低交叉极化的双极化宽带天线,提出了数字域圆极化合成算法与波束形成算法,实现了太阳射电爆发的大动态观测。本文的主要工作包括如下几个部分:第一,基于全极化科学观测的需求,提出了基于数字域极化与波束合成的太阳动态频谱观测的射电接收系统。系统使用正交极化的宽带接收天线和阵列,在数字域进行多种极化的合成、以及波束合成,解决接收频谱宽、接收极化类型多、波束扫描范围大、观测精度要求高的技术难题,结合FPGA进行实时信号处理,实现太阳动态频谱观测的快速、准确和全面的观测。第二,为了实现全极化的频谱观测,设计以超宽带双极化对数周期天线为馈源的抛物面天线,并提出一种极化合成算法,实现左旋和右旋两个圆极化波束。该算法基于天线单元的仿真或测试结果,对天线的不对称性、交叉极化以及环境干扰所带来的幅度、相位偏移在合成过程中进行补偿,最终将线极化天线等效为圆极化天线,第三,设计用于射电观测的双极化对数周期天线阵列、以及圆极化波束合成方法,实现左旋、右旋圆极化波束扫描。基于设计的双极化天线阵列,提出了一种先极化合成、再波束合成的集成算法,首先将双线极化天线等效为两个正交的圆极化天线,再使用圆极化波束合成方法,建立多维、多参量射电信号接收模型,实现双圆极化的波束扫描。第四,提出了一种室外的大型天线及阵列测试方法,用于本文基于数字域极化与波束合成的射电接收系统的测试和验证。该方法使用无人机搭载发射天线和测试信号源、结合使用卫星定位,可进行天线及阵列的方向图和极化特性的测量,解决在实际使用环境中大型天线性能指标的测试问题,得出一套完善的可广泛适用的大型天线定标验证方法;利用其对本文的射电接收系统进行了外场测试和实验验证,测试了阵元方向图、极化合成方向图,以及波束形成方向图,验证了本文基于数字域的极化合成、波束合成算法的有效性。在测试的基础上,使用所设计的接收系统进行太阳射电观测。本文所研究的基于数字域极化与波束合成的太阳动态频谱观测的射电接收系统,对于实现超宽带太阳射电信号的大动态多极化观测,提高数据的科学价值具有重要的理论意义和应用价值,其成果已应用于米～十米波段太阳射电爆发的实际观测。将该系统的观测结果与国外台站同时段、同频率的观测结果进行比对,验证了系统观测的准确性。