全极化微波散射计测量目标微波散射信号的两个单一的正交极化分量，并测量它们的复相关量，即在传统微波散射计功率幅度测量的基础上，进一步测量其相位。全极化微波散射计实现了电磁散射测量中对电磁波频率、相位、幅度和极化的全部信息的利用，可以获得传统微波散射计所不能得到的更多的目标信息。散射计通过发射一系列脉冲测量照射表面雷达后向散射系数σ°来反演海面风场，由于海面风场的测量精度与σ°的测量精度密切相关，所以为了保证反演海面风场的精度，首先必须要提高σ°的测量精度。本文通过以下四个部分来介绍系统参数设计和优化过程，以满足系统设计的目标。第一部分引言介绍了全极化微波散射计的观测体制、主要特点和应用，分析比较了扇形和笔形波束体制，并结合实际需求概括了笔形波束体制的优越性。描述了通过怎样的信号处理方式来提高σ°的测量精度。第二部分首先描述了全极化散射计系统的功能设计和后向散射系数的测量方法，简要描述了仪器的参数，天线的扫描形式。提出了对于σ°测量精度的一般度量，说明如何对于一般度量进行定量分析，并结合文献得到了一般度量的数学表达式，具体描述了本系统后向散射信号能量检测方法并描述了影响σ°测量精度的因素，提出可以通过发射信号调制的方法显著提高σ°的测量精度。并提出了几种典型信号的特点和形式，比较分析这几种信号从而选择适合本系统的信号形式。第三部分对全极化微波散射计信号处理特殊的方面进行详细的探讨，在针对线性调频信号的前提下，具体讨论如何权衡设计系统参数，包括如何选择发射信号调制带宽来提高σ°测量精度，对于各个带宽下的性能进行了模拟仿真；以及如何权衡信号加噪声和纯噪声测量的滤波器带宽来获得最优的σ°测量性能，同样对各个滤波器带宽下能量检测误差进行了分析，最后得到最优的系统参数设计。另外，针对系统设计要求和能量检测方法讨论了如何提高接收回波的信噪比来达到最佳设计性能。第四部分总结了本系统的设计结果和性能表现，描述了文中采取的一些技术手段的优势和对系统所产生的效果，指出了本系统可以进一步改进的方面。