频控阵雷达(Frequency Diverse Array,FDA)是近年来备受关注的一种新体制雷达。与传统相控阵雷达相比,频控阵雷达主要通过在各发射阵元间引入载波频率偏移实现了同时依赖于时间、角度和距离的发射波束图,这使得其具有更高的可控自由度和更大的应用潜力。当前关于频控阵雷达的研究主要集中在发射端,而关于接收端的理论研究相对较少。因此,本文以频控阵雷达接收机研究为出发点,主要探寻面向频控阵雷达发射信号的合理而有效的接收处理方法;同时深入研究频控阵雷达的参数估计问题,具体研究内容与创新点包括:1.研究了有效的频控阵雷达接收处理及其目标参数估计方法:首先对现有的三种频控阵雷达接收结构进行了深入的比较研究,分析了噪声环境下三种接收结构的目标距离与角度参数估计性能,且考虑了发射信号频谱重叠与非重叠两种情况。指出当信号频谱不重叠时,混合结构是最优的频控阵雷达接收方式:当信号频谱重叠时,全带结构接收信号后进行数字域离散傅里叶变换(DFT)是比较好的接收方式。然后,为了更好地利用频控阵雷达发射信号的相干增益,提出采用频域模型对频谱重叠信号进行建模,它可以更为客观地去比较频控阵雷达和相控阵雷达的参数估计性能。在此模型下,通过理论分析和仿真实验证明了频控阵雷达具有更好的距离估计性能,相控阵雷达则具有更好的角度估计性能。最后,由于频控阵雷达回波信号具有空变和时变特性,不宜采用传统的匹配滤波处理方法,提出了一种多通道混频滤波处理方法。经过严格的理论推导与仿真分析,验证了这种处理方法的有效性,而且能够同时处理频谱重叠和非重叠的频控阵雷达信号,所以该方法具有很好的实用意义。2.提出了一种针对单基地频控阵多输入多输出(MIMO)雷达的目标参数快速估计方法:频控阵MIMO技术主要利用波形分集的正交性来区分回波信号。由于频控阵雷达发射导向矢量的复杂性,现有文献大多采用二维搜索类估计方法,因而具有很高的计算复杂度。为了提高计算效率,本文提出了一种适用于频控阵MIMO雷达的目标参数分步快速估计方法。该方法将二维估计转化为多次一维估计,适用于多种常见的谱估计算法。该分步估计方法不仅适合小阵列频控阵MIMO雷达模型(近似模型),也可以用于大阵列情况(精确模型),并且算法复杂度较低。同时又针对运动目标,提出了一种基于非结构化最大似然方法的多普勒频率、角度和距离三维参数快速估计方法,相比于传统的结构化最大似然估计方法有着较低的计算复杂度,更易于实现。此外,论文证明频控阵MIMO雷达采用非结构化方法时,角度估计存在固有的模型损失,此结论也适用于分步估计方法。3.提出了两种针对双基地频控阵MIMO雷达的目标参数免搜索估计方法:针对双基地频控阵MIMO雷达的目标参数估计问题,通过分析发现双基地场景时接收角和发射角不同,发射线性频偏时发射角与距离参数耦合现象无法在接收端消除,需要采用非线性发射频偏。此外,待估参数变为发射角、接收角和距离三维参数,如仍采用三维搜索类算法计算复杂度会非常高。本文据此提出了基于旋转不变技术(ESPRIT)算法的子阵发射模式估计方法和基于平行因子(PARAFAC)分解算法的随机频偏发射模式估计方法,并针对此类免搜索算法应用于频控阵体制中出现的相位周期模糊现象提出了解决方法。理论分析和仿真实验均表明所提两种方法具有较好的估计精度和较低的计算复杂度,ESPRIT算法更适合用于小阵列多目标的情况,而PARAFAC分解算法更适合大阵列少目标的情况。4.研究了频控阵雷达信号侦收方式及参数估计问题。针对频控阵雷达发射方式灵活多变,发射信号频谱可能离散分布在较宽的频带范围内,所需采样率较高的问题,提出了一种基于调制宽带转换器(MWC)的欠采样阵列结构,实现了对未知频控阵雷达信号的欠采样被动接收。同时,提出了基于该结构的频率与角度联合估计方法及对应的配对方法,解决了传统方法无法用于均匀线阵的问题。通过仿真实验验证了所提结构和估计方法的可行性与稳定性。