频率分集阵列（Frequency Diverse Array，FDA）在阵列天线领域是一个全新的概念，2006年在国际雷达会议上被首次提出。该阵列通过在各阵元发射信号依次引入一个远小于载频的线性频率增量，即可实现空间波束扫描，突破了传统相控阵天线对移相器的依赖，可大大降低系统功耗、简化阵列结构。频率分集阵列也可用于雷达等效辐射中心的改变，以及阵列等效孔径的扩展，具有重要应用价值。本文主要研究了频率分集阵列波束扫描特性，基于频率编码的FDA波束扫描角控制，以及FDA对聚束SAR方位向分辨率的改善，完成工作如下：研究了频率分集阵列波束扫描特性。在频率分集阵列结构模型的分析基础上对其远场场强进行推导，验证了FDA的空间波束指向随着距离和时间呈周期性改变的特点；对FDA空间瞬时能量分布特点进行了分析，通过推导验证了FDA空间瞬时能量分布近似满足阿基米德螺旋线模型，且螺旋线随着时间变化逐步向外扩散。通过仿真实验对上述FDA扫描特性进行了验证。研究了基于阵元频率编码的FDA波束控制方法。分析了阵元频率编码对FDA空间能量分布的影响，根据FDA阵列结构和相位特性，推导出实现空间特定点波束扫描的频率编码，仿真实验证实，阵元频率编码方式可灵活控制波束指向；将FDA阵列与传统相控阵分别作为发射接收系统进行组合，提出一种FDA发射—相控阵接收雷达系统构架，以实现对空间目标进行精确探测，提高能量利用率。研究了FDA虚拟辐射源以及它在聚束SAR成像中对方位向分辨率的改善。结合聚束SAR成像原理和特点提出FDA虚拟辐射源的概念。FDA虚拟辐射源在聚束SAR中可实现孔径扩展，增加等效积累时间，从而改善方位向的分辨率。仿真实验利用BP算法对场景目标进行重建，实验结果表明FDA阵列可显著改善聚束SAR方位向分辨率。