频率分集阵列(Frequency Diverse Array,FDA)是一种有别于传统相控阵列天线的新型阵列。频率分集阵列通过在各阵元的激励射频信号上依次引入一个远小于载频的线性频率增量,实现了空间波束的扫描,突破了传统相控阵天线对移相器的依赖,大大降低了波束扫描天线的成本。除此以外频率分集的策略还可以使天线系统具备很多不同于传统阵列的特性,这些特性使频率分集阵列在雷达探测和通信领域有较好的应用前景。论文以此为背景,开展了对频率分集阵列的分析和研究。所完成的工作如下:1、调研了国内外频率分集阵列技术的发展重点与研究热点,对频率分集阵列的发展历程、基本工作机理、最新进展进行了全面的介绍和归纳。2、系统分析了频率分集直线阵列的辐射机理。以阵列叠加定理构成的合成相位为重点,通过对滞后相位包含的时间因子、空间因子和频率步进的分析,揭示了波束峰值的时间、空间、角度变化特征,并通过仿真一款频率分集直线阵列天线,对理论结果进行了验证。3、研究了频率分集圆形阵列的辐射机理。以圆形阵列叠加定理构成的远区辐射场为研究对象,揭示了其产生时空变换涡旋电磁波的机理和特性;设计了一款频率分集圆形阵列天线,对理论结果进行仿真验证;同步还给出了模态判别的基本方法和仿真结果。4、分析了传统达波估计算法对频率分集阵列照射波的照射方向的判定能力,并与传统相控阵列进行了比对,研究了其在雷达探测中的应用。5、研究了频率分集直线阵列照射下典型目标散射体在时域和频域的散射特性,给出了散射体表面电流分布和空间散射场分布特征,并与传统相控阵照射下散射体的散射特性进行比对,分析其在雷达探测方面的潜在的优势。论文所提出的频率分集直线阵列和频率分集圆形阵列在雷达和通信领域有一定的工程应用价值。