2006年,Antonik和Wicks首次提出频控阵(Frequency Diverse Array,FDA)雷达概念,并申请了美国专利。该FDA雷达在阵元之间施加了线性递增的频率偏移,产生了具有距离-角度依赖性的波束方向图。本文主要研究如何将频控阵波束具有的距离-角度依赖特性引入到传统无线通信模型中,实现信号的安全传输。本文主要工作包括以下三个方面:(1)提出了一种基于时变权值实现频控阵波束时不变的方法。传统频控阵的波束具有时变性,若直接将基带信息加载到各个阵元上,接收机接收到的信号在符号周期内的波形是时变且不规则的,接收机的正确解调将会非常困难。本文在研究基于时变频率偏移实现频控阵波束时不变算法的基础上,提出了一种基于时变权值实现频控阵波束时不变的方法并进行了计算机仿真,仿真结果表明该方法在实现波束的时不变性上时效性更持久,工程实现更简单。(2)提出了一种基于频控阵的距离-方向调制算法。传统基于相控阵的方向调制技术,接收机正确解调信号只与接收机相对于发射机的方位信息有关,而与距离位置信息无关。本文以时变频率偏移的频控阵作为研究对象,实现了处于期望位置的接收机接收到的信号与传统基带调制信号一致,而处于其它位置的接收机接到的信号其星座图会产生巨大的畸变无法常规正确解调。计算机仿真结果表明,该方法接收机正确解调信号不仅与接收机的方向信息有关而且同时还与距离信息相关,是一种更好的物理层安全通信。(3)提出了一种基于切换天线的距离-方向调制扩频设计方案。该方案以时变频率偏移的频控阵作为研究对象,采用扩频序列控制发射天线序号的方式,实现对传输信号的扩频。接收机正确解调接收到的信号不仅与发射机使用的扩频序列有关而且与接收机所处的空间距离-角度位置信息相关。计算机仿真结果表明,该频控阵模型发射的调制扩频信号同时具有传统扩频技术和距离-方向调制技术在保密通信上的优点。