传统的相控阵通过在相邻阵元间引入线性相位步进量实现波束控制。频率分集阵列(Frequency diverse array,FDA)通过在相邻阵元间引入微小的频率偏移量使得波束方向图具有距离-角度二维相关,并且距离维和角度维的方向图随时间变化,因而波束扫描更具灵活性。方向调制是利用多天线发射阵列的空间调制能力,在发射端综合出具有方向特性的数字调制信号,保证期望方向信号的安全传输,同时非期望方向上信号发生畸变。本文重点围绕频率分集阵列方向调制技术展开研究,主要工作概括如下:(1)提出了一种基于频率分集阵列无线通信方案。通过在发射端构建均匀圆环频率分集阵列,并对其天线阵元的频率偏移量进行时间调制和非线性处理,确定频率分集阵列的正常工作状态。进一步,利用增强型粒子群算法,优化天线阵元的相位。在此基础上,发送正交相移键控信号,合法接收者利用相应的接收机接收信号,并计算误比特率。(2)考虑到频率分集阵列天线系统中由于各种误差的存在导致阵列天线性能下降,建立了存在幅相和频偏误差时频率分集阵列的通道误差数学模型,推导了频率分集阵列误差模型的方向图。理论分析了频率分集阵列存在通道误差时方向图的辐射特性。最后,通过仿真实验,验证了存在幅度误差,相位误差,和频偏误差时频率分集阵列方向图理论分析结果。(3)研究了频率分集阵列通道误差对方向调制通信系统性能的影响。从一维对数频率分集阵列作为发射端入手,采用优化设计阵元相位进行馈相。在接收端合法接收者进行解调获得无失真发送信号,实现了目标区域信息的保密传输。进一步,考虑到工程应用中的非理想性,本文将频率分集阵列的通道误差引入到方向调制系统中,理论推导了存在通道误差时通信系统性能的变化情况,并通过仿真验证了理论分析结果。