随着无线网络的不断扩展和新应用的开发,活跃移动用户的迅速增加,同时,安全性成为无线应用中的一个关键问题。传统基于加密算法的安全手段由于复杂度和计算机算力提升等原因而面临挑战。物理层安全技术是借助无线信道衰落、干扰和路径分集等机制实现安全通信,且无需密钥加密,展现出与上层加密技术不同的特性。作为物理层安全中的一种重要技术,方向调制技术受到许多学者的广泛研究,但该方法只能实现方向上的安全性。频控阵（Frequency Diverse Array,FDA）作为一种新体制阵列,能够产生与方向和距离都相关的波束方向图,因而可以与方向调制结合来解决上述问题。本文以基于频控阵的方向调制关键技术为研究重点,具体研究内容和主要结论如下:（1）提出了波束形成频控阵通信和方向调制频控阵通信的发射机结构,并将各自的参数计算转化成最优化问题求解,由于优化函数的非凸性,因此通常采用遗传算法等启发式算法进行求解。所提出的方案能够提升窃听用户与目标用户在同一方向上情形下的通信安全性,最后通过仿真比较和分析了两种发射机结构在物理层安全中的性能,发现方向调制频控阵通信综合而言具有更优的安全性。（2）给出了多径衰落信道的模型并对其统计特性进行了分析,提出了多径衰落信道中基于频控阵的方向调制物理层安全通信方案,该方案基于导频信号进行信道估计,导频结构选用块状类型的结构,而后通过接收端的信道均衡来减少信道衰落的影响。通过仿真表明该方案能有效保障多径信道条件下方向调制频控阵的通信质量和安全性能。（3）提出了基于频控阵方向调制通信的空分多址实现方案,并给出了一种简化优化问题求解过程的方法,在正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）调制通信系统中,该方法能将原本16个优化问题减少到1个,有效提高了参数计算效率。该方案不仅能在方向维度上实现子信道划分,而且能在距离维度上实现子信道划分。最后通过仿真验证了该方案能有效实现空分多址。