频控阵（Frequency Diverse Array,FDA）雷达是近年来提出的一种新体制阵列雷达技术。在传统相控阵（Phased Array,PA）的基础上,频控阵雷达通过对每个阵元附加了远小于载频的频偏实现了发射波束的距离-方位角依赖特性、时变特性和自动扫描特性。因此,相比相控阵雷达的波束特点,频控阵雷达时变波束在距离-方位角二维联合估计、目标探测与定位、空域干扰/杂波协方差矩阵估计、电子对抗和安全通信等领域具有更广泛的应用潜力和更高的信号处理技术要求。针对频控阵波束的时变特性,本文从频控阵雷达的基本信号特征出发系统研究了频控阵雷达时变波束跟踪涉及的关键技术,循序渐进,依次包括频控阵雷达的时变发射波束方向图综合设计与优化、时变波束跟踪算法以及针对时变波束的接收机设计与性能分析,主要研究工作和创新点总结如下:（1）脉冲体制频控阵雷达时变发射波束方向图综合设计与优化;本文系统分析了频偏对频控阵时变发射波束方向图的影响,并研究了频控阵雷达发射波束方向图在距离维和角度维的自动扫描特性。为了解决距离-方位角的耦合特性和抑制波束的时变特性,本文将扫描区域的控制问题建模成频偏优化问题,并提出了利用遗传算法（Genetic Algorithm,GA）对非凸优化问题进行迭代更新求解的发射波束方向图优化算法。此外,本文比较了在不同函数增长（对数函数、平方函数、线性函数）的频偏条件下的发射波束方向图,深入分析了频偏对频控阵雷达时变波束方向图主瓣扫描区域的影响,并以长脉冲和脉冲串为例,研究了在允许一定波束能量衰减时的时变波束方向图的聚焦问题,为脉冲体制频控阵雷达目标探测和定位奠定了理论基础和应用依据。（2）频控阵雷达时变波束的波达方向（Direction Of Arrival,DOA）跟踪算法;以发射正交波形的多输入多输出频控阵雷达（Frequency Diverse Array Multi-Input and Multi-Output,FDA-MIMO）为研究对象,本文推导了频控阵雷达模糊函数的基本数学模型,并以模糊函数代替自相关函数对时变的波束信息进行实时快拍采样。通过将子空间跟踪的压缩映射算法（Projection Approximation Subspace Tracking with Deflation,PASTd）与频控阵信号的DOA估计相结合,本文提出利用模糊函数替代自相关函数的基于旋转不变技术的信号参数估计（Estimating Signal Parameter via Rotational Invariance Techniques,ESPRIT）算法,该算法有效解决了时变波束的距离-方位角耦合特性,利用模糊函数和子空间跟踪算法简化了计算复杂度。通过与不同参数条件下的传统ESPRIT算法、投影逼近子空间跟踪（Projection Approximation Subspace Tracking,PAST）算法进行比较,本文仿真结果验证了算法对时变波束跟踪的有效性。在有限的采样快拍数和具有动态统计特性的空间谱估计研究中,这部分研究对频控阵雷达波束跟踪理论建立了科学依据。（3）干扰环境下针对频控阵雷达时变波束的通用化接收机数据模型;根据频控阵雷达波束的时变特性,本文推导了在干扰环境下的通用化接收数据的充分统计量,并设计出多通道接收机结构。根据发射协方差矩阵的不同,本文分别对发射相干波形信号的频控阵与发射正交波形信号的频控阵进行模型推导和噪声分析。本文从输出信干噪比（output Signal-to-Interference plus Noise Ratio,SINR）、阵列灵敏度和克拉美罗界（Cramer-Rao Bound,CRB）出发,对传统相控阵雷达、MIMO雷达和频控阵雷达在该模型下的接收机性能进行了分析和比较,仿真结果表明对于频控阵雷达,该模型在强干扰环境下取得了优于传统雷达的目标检测和参数估计性能,也表明了频控阵雷达在干扰抑制和多维目标探测和定位领域的应用优势。