跳频(Frequency Hopping,FH)通信是一种通过控制频率跳变进而实现频谱扩展的重要扩频通信技术。跳频序列的汉明(Hamming)相关性能反映了跳频序列间频率的碰撞次数,而且很大程度地决定了跳频码分多址(Frequency Hopping Code Division Multiple Access,FH-CDMA)通信系统的性能。无碰撞区(No Hit Zone,NHZ)和低碰撞区(Low Hit Zone,LHZ)跳频序列集在一定的相关区内具有极佳的汉明相关特性。根据这一特点,基于NHZ/LHZ跳频序列的准同步FH-CDMA系统,可以用来消除或降低干扰,进而提高系统性能。本文主要研究了时频二维无碰撞区跳频序列的理论界及设计,时频二维非周期低碰撞区跳频序列理论界,时频二维非周期低碰撞区跳频序列集的构造及其性能分析。首先,将已有的一维无碰撞区跳频序列扩展到时频二维,介绍并讨论了时频二维无碰撞区跳频序列的理论界,验证了这些理论界所等价的条件,并给出了两种构造方法。其次,将已有的一维非周期低碰撞区跳频序列扩展到时频二维,提出了时频二维非周期低碰撞区跳频序列的基本概念,运用数学方法对其基本汉明相关性质进行推导,建立了时频二维非周期低碰撞区跳频序列集最大汉明相关理论界。最后,基于Welch Costas序列和Golomb Costas序列,构造了两类时频二维非周期低碰撞区跳频序列集。跳频序列集均满足时频二维非周期低碰撞区跳频序列集的理论界,在一定的低碰撞区范围内,自相关和互相关特性极佳。