宽带极化体制雷达有机地将高分辨成像技术和极化测量技术结合,可以更精细化地刻画目标特性,在军用和民用领域都有着广阔的应用前景。本文以宽带极化雷达目标检测为研究背景,研究了宽带高分辨雷达体制下距离扩展目标的恒虚警检测方法并采用仿真实验和实测数据进行性能分析,同时利用极化信息提取合适的特征进行目标检测,并采用Zynq Ultra Scale+MPSoC系列芯片对信号处理系统进行设计与开发。本文首先研究了窄带低分辨雷达体制下四种基本的目标恒虚警检测方法,分析了它们在均匀瑞利杂波背景下的检测性能;然后研究了宽带高分辨雷达体制下杂波分布模型并模拟了相关瑞利杂波,在此基础上研究了三种宽带雷达目标恒虚警检测方法——能量积累检测、二进制积累检测和基于顺序统计量的多通道检测,重点推导了瑞利杂波背景下基于顺序统计量的多通道检测方中法虚警概率与门限因子的关系式,分别采用蒙特卡洛实验和实测数据比较了三种检测方法的检测性能,验证了基于顺序统计量的多通道检测方法性能的优越性。极化信息可以在高分辨的基础上更加精细化地描述目标特性。本文首先研究了电磁波极化状态的表征方法,介绍了用于描述目标极化特性的极化散射矩阵、极化协方差矩阵和极化相干矩阵以及极化分解理论。基于宽带双圆极化高分辨目标检测的应用背景,提出了一种基于极化特征的高分辨一维距离像目标检测方案,采用非相干分解方法提取了极化度、偶次散射分量和奇次散射分量三种特征形成三维特征空间,在训练阶段采用快速凸包学习算法对纯杂波数据样本进行训练得到判决区域,进而实现目标的检测,并且采用实测数据对检测性能进行分析和比较。本文采用Zynq Ultra Scale+MPSoC系列中的ZU9EG芯片作为主控芯片进行信号处理系统的设计。在介绍了芯片内部资源的基础上,分析了信号处理机单核心架构相较于主流架构的优缺点并且介绍了本信号处理系统的硬件平台。接下来一方面设计了宽带步进频率体制下的信号处理流程,对信号处理任务进行了合理地划分;另一方面研究了基于ZU9EG的软件系统开发流程和搭建过程中涉及到的通信接口,设计出了具体的软件系统并详细介绍了启动引导方法。最后构建了半实物仿真测试系统,实现对信号处理机整体流程的测试和功能验证,并且分析了PS端的资源占用情况和实时性。