高频地波雷达(High Frequency Surface Wave Radar, HFSWR)工作在短波波段，其所处的外部电磁环境极其复杂，各种干扰如短波电台、电离层杂波以及其他工业干扰对高频地波雷达的目标探测性能产生严重的影响。抑制这些干扰、改善雷达回波质量、提高雷达探测性能是高频地波雷达信号处理面临的主要问题。在各种抗干扰方法中，极化抗干扰方法不受信号来波方向及频谱重叠等因素制约，成为高频地波雷达抗干扰的一个重要手段。本文在现有极化滤波研究的基础上，进一步深入研究了高频地波雷达的极化抗干扰方法。主要研究内容总结如下：　　1、基于大量实际录取的高频地波雷达数据，分析了高频地波雷达中存在的短波电台干扰和电离层杂波的特征。在线性调频体制下，短波电台干扰经过高频雷达接收机的多次混频处理，原来的单一频率的电台干扰在零中频输出信号中变为线性调频信号，在距离速度谱中表现为“条状”分布。其极化特性表现为一个脉冲内相对稳定，一个扫频周期内变化不是很大，而在一个积累周期内受短波电离层信道的影响极化参数变化较为剧烈。在P4相位编码体制下，经过脉内匹配处理后，目标信号经过积累其谱峰变得更加尖锐。而干扰相对于匹配滤波器而言是“失配”的，经过脉压后抬高了回波信号的基底。对于电离层杂波干扰，本文分析了电离层杂波的成因、距离域和多普勒域特性以及电离层干扰的极化特征，为电离层杂波极化抑制奠定了基础。　　2、提出了基于FrFT的信号极化状态估计方法，更好地解决了线性调频体制下高频地波雷达的目标和干扰的极化状态估计问题，为下一步进行极化信号处理奠定了基础。普通极化滤波通过构造与干扰极化参数相正交的极化滤波矢量来抑制干扰，因此准确估计干扰的极化参数是进行干扰抑制的前提。传统的时域、频域极化状态估计方法虽然能够准确估计干扰的极化状态，但对于频谱重叠的信号却无能为力。特别是对于在雷达中经常使用的线性调频信号，若它们的频谱互相重叠，频域估计方法将失效。基于此，本文提出了一种利用信号极化信息的分数域不变性，在分数域估计信号极化参数的方法。该方法特别适用于多个在时频域都有重叠的LMF信号的极化状态估计，解决此种条件下传统极化参数估计方法无法估计信号极化状态的问题。　　3、在传统极化滤波的基础上提出了斜投影极化滤波的概念。传统的极化滤波以正交投影为基础，当目标和干扰不完全正交时，在抑制干扰的同时会对目标信号产生影响。零相移极化滤波器尽管解决了这一问题，但需要极化矢量变换和幅度相位补偿。为此，本文基于斜投影技术提出一种斜投影极化滤波方法。当干扰和目标不正交时，经斜投影极化滤波后干扰仍能被完全消除，而且不会对目标信号造成任何极化损失。此外，斜投影极化滤波后输出信号仍为矢量信号，可以再次进行极化滤波，而普通极化滤波后信号变为标量，极化信息无法再次利用。在实际高频雷达系统中，目标信号基本不变而干扰极化状态很难估计，基于此本文提出了一种改进的斜投影极化滤波方法，该方法不需要估计干扰的极化状态，而是通过估计回波信号中噪声的强度来实现斜投影极化滤波矢量的构建，避免了干扰极化参数估计不准确对滤波器性能的影响。　　4、提出了一种基于斜投影的极化域空域联合滤波方法。在极化敏感阵列信号模型的基础上构建信号和干扰的空间极化参数子空间，计算斜投影极化滤波矢量。详细分析了该算法下极化敏感阵列的输出信号干扰噪声比(SINR)与目标信号和干扰的空间入射方向及极化参数之间的关系，导出了基于斜投影的空域极化域联合滤波时阵列输出SINR解析表达式，揭示了其内在的物理意义。当信号和干扰从不同方向入射到接收阵列时，空域滤波性能占优，而极化状态的差异对阵列的滤波性能影响不大。当有用信号和干扰的到达角接近或相同时，空域滤波能力显著下降，极化滤波起主要作用。此时可以通过极化特征来区分有用信号和干扰，达到增强有用信号抑制干扰的目的。仅当有用信号和干扰的特征参数完全相同时，该联合滤波方法完全失效。　　最后通过对高频雷达系统录取的真实数据进行处理，验证了所研究极化抗干扰方法的正确性，通过对高频地波雷达中存在的短波电台干扰和电离层杂波进行极化抑制，进一步改善了高频地波雷达的性能，提高了雷达探测目标的能力，有着重要的应用价值和实际意义。