雷达通信一体化不仅能提高频谱的利用率,还能减少设备的体积、成本、能耗等,因此是当下非常热门的研究领域。雷达通信一体化有多种实现方式,目前主要是通过通信共享雷达资源来实现。本文通过共享雷达阵列的波束图资源来实现通信功能,具体考虑了传统的相控阵列、MIMO阵列及新近发展的频控阵列（Frequency Diverse Array,FDA）;并基于不同类型的阵列提出了基于发射波束图的雷达通信一体化方案。本文所提雷达通信一体化方案的设计思路为:优化设计阵列的几组波束图,这几组波束图拥有相同的主瓣区域和不同的旁瓣水平,利用方向图共同的波束主瓣来实现雷达的目标探测,控制通信位置上的旁瓣幅度或相位来嵌入通信信息,以此实现通信信息的传递。本文首先研究了基于相控阵列和MIMO阵列的通信雷达一体化设计,此时,阵列的方向图只与角度有关,通信用户只能在角度维进行区分,在同角度不同距离的位置上,通信存在被窃听的风险。为进一步增强通信的有效性、可靠性和安全性,本文重点研究了频控阵列和多载波FDA,基于不同的频控阵列,设计了所需的阵列波束图,并提出了全新的雷达通信一体化设计方案。本文的主要工作可以总结为以下几个方面。（1）研究了基于传统相控阵列和MIMO阵列波束图的雷达通信一体化。在MIMO阵列中,通过优化发射波形集,以设计特定的阵列波束图,按照上述设计思路提出了一种雷达通信一体化方案。其中,建立的波形优化模型为凸优化模型,通过CVX工具箱进行了求解。（2）频控阵方向图的耦合性阻碍了其在雷达目标探测上的实际应用,为此,具体研究了频控阵列的方向图性能和解耦合方法。具体地,推导了频控阵列的方向图表达式,理论和仿真解释了频控阵方向图的距离-角度耦合性;分析了频率增量、阵元数目、阵元间距等不同的阵列参数和阵列加权对频控阵方向图性能的影响;给出了几种经典的方向图解耦合方法,并比较总结了不同方法的解耦合性能。由于,控制频率增量可灵活控制频控阵方向图,因此,结合常规波束形成CBF,利用遗传算法对频率增量进行优化,以实现特定主瓣指向、旁瓣较低的频控阵方向图,保证了对雷达目标的有效探测。（3）在FDA中,通过优化阵列的加权矢量,控制FDA方向图在通信位置上的幅度和相位,从而实现了点对点的调幅调相通信。由于FDA波束图与角度和距离都相关,所提的通信方案保证了通信的安全性,即在通信角度和方位以外的其他位置无法正确解调出通信信息。进一步地,将FDA方向图解耦合后的目标探测方式和上述安全通信方式相结合,提出了基于频控阵波束图的雷达通信一体化方案。通过优化设计FDA的方向图,使其在目标探测区域具备较高增益的主瓣,在非目标探测区域具备较低的旁瓣,并在通信位置设计旁瓣值以嵌入通信信息。以FDA的阵列间频率增量和阵元加权矢量为优化变量,建立了FDA波束图的优化模型,采用遗传算法进行求解。基于FDA的方向图优化可实现距离-角度二维空间中点对点的安全信息传递。通过比较整个空域信息传输的误码率（Bit Error Rate,BER）,验证了通信的安全性。（4）多载波FDA是一种广义的频控阵列,且多载波FDA方向图不存在耦合问题、方向图旁瓣更低。为此,首先给出了多载波FDA的阵列模型,然后分析了不同频率增量分布下的方向图性能,最后提出了基于多载波FDA阵列方向图的雷达通信一体化设计方案。本文首次研究了载波间线性频增多载波FDA下的雷达通信一体化问题,针对该问题建立了相应的方向图优化模型;为高效求解该模型,本文提出将多载波FDA方向图在角度和距离两个维度进行降维处理,将方向图优化问题拆分为关于角度维和距离维的两个一维方向图优化问题;降维得到的优化问题为凸优化问题,可用凸优化方法分别进行求解;求解后,将优化得到的两维方向图进行组合恢复,可得到期望的多载波FDA阵列波束图,从而实现了雷达通信一体化。仿真结果证明了多载波FDA可有效实现雷达通信一体化,且较FDA雷达通信一体化方案,优势更加明显。