自适应多维波形合成孔径雷达（Adaptive Multidimentional WaveformSynthetic Aperture Radar, AMW-SAR）是一种基于多输入多输出(Multi-InputMulti-Output，MIMO)体制的融合多维波形技术与自适应技术的新体制雷达系统。该系统通过对历史和当前遥感环境的检测、分析及推理获取多个维度上的环境信息，并依据环境信息优化系统自由度，设计多维波形，进而在抑制并行观测通道模糊能量的基础上，用有限的资源获得超越常规雷达在检测、估计、成像、跟踪和识别等各个环节的性能。　　自适应多维波形SAR系统通过与环境不断的交互而理解环境并适应环境，具备广域搜索与局部详查并行工作的能力，能基于互信息准则，利用广域搜索的结果设计局部详查最优波形，获取目标的最大信息量，可在掌握大范围的领海和专属经济区内船舶分布整体情况的同时，对可疑侵权舰船进行连续高分辨率观测。然而，该系统面临三个关键问题:如何设计多维波形以充分抑制广域搜索和局部详查之间的干扰;如何设计适用于自适应多维波形SAR系统的最优互信息波形;以及如何设计自适应多维波形SAR系统的总体方案。　　目前，国内外还没有关于自适应多维波形SAR系统的公开报道，难以查证参考上述问题的解决手段。本论文围绕上述三个问题，从多维波形设计与处理、多维波形正交性退化机理的分析和补偿、最优互信息波形设计和自适应多维波形SAR总体方案设计等方面开展了对自适应多维波形SAR系统的研究，具体包括:　　针对现代雷达的波形设计方法进行了全面系统地分析。研究了基于模糊函数的波形设计方法、基于最大信噪比准则的波形设计方法、基于信息论的波形设计方法和基于通信波形的雷达波形设计方法的优点与不足，为后续章节的多维波形设计和最优互信息波形设计提供指导。　　针对多维波形设计与处理开展了研究。从模糊函数的角度说明了常规单维度正交波形的限制，建立了支撑多维波形有效抑制并行观测通道模糊能量的理论。研究了现有正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)chirp信号和空时编码(Space-Time Coding，STC)信号约束，提出了改进方案，并比较了这两种波形方案的优缺点，进而为自适应多维波形SAR抑制并行观测通道模糊能量提供了两种有效的多维波形方案。　　针对多维波形正交性退化机理分析和补偿开展了研究。分析了系统噪声以及多普勒频率对OFDM chirp信号的正交性退化机理，系统非线性误差以及多普勒频偏会引起OFDM chirp信号的频谱泄露，进而破坏其正交性。设计了补偿算法，去除了系统噪声及多普勒频率的影响，使得该信号具备了物理可实现性。　　针对最优互信息波形设计开展了研究。论述了雷达性能与交互信息量之间的关系，描述了传统最优互信息波形设计方法，设计了适用于自适应多维波形SAR系统的最优互信息波形方案，解决了目标先验信息的获取受到严重角闪烁影响和距离向波形设计难以利用目标二维先验信息的两大问题。　　针对自适应多维波形SAR总体方案设计开展了研究。结合多维波形设计与处理技术、多维波形正交性补偿技术和最优互信息波形技术等多项技术，从三个层面设计了总体方案:具备广域搜索与局部详查并行工作能力的工作方案设计;具备并行观测通道模糊能量抑制与最大化获取目标信息量能力的波形设计以及具备多通道重建成像和最大化信息量提取能力的数据处理方法设计。并通过综合仿真试验验证了该总体方案的有效性。　　综上所述，本文的主要创新点包括:全面系统地研究分析了现代雷达的波形设计方法;建立了支撑多维波形有效抑制并行观测通道模糊能量的理论，对OFDM chirp信号和空时编码信号进行了改进，为自适应多维波形SAR提供了两种有效的多维波形方案;分析并补偿了系统噪声以及多普勒频率对OFDM chirp信号正交性的影响，使得该信号能有效用于实际的雷达系统;设计了适用于自适应多维波形SAR系统的最优互信息波形方案;设计了自适应多维波形SAR总体方案，为我国自适应多维波形SAR技术的研究奠定了基础。