频率分集阵（FDA）天线是近年提出的新体制阵列天线，其概念和特性与传统的相控阵天线和频率扫描天线有较大差异。相控阵天线通过改变相位实现天线波束指向的控制，频率扫描天线通过改变频率实现波束指向的控制，而FDA天线波束在空间中不聚焦，具有分集特性。FDA是在相控阵的天线单元之间引入发射频率差异，例如在1维等距线阵（ULA）的发射单元之间引入均匀步进的发射频率，且频率步进量远小于天线的参考工作载频。
在空间远场距离R，角度θ处，电磁波空间合成所得的电场分布可以近似表示为：
FDA的天线波束的分集特性可从以下方面理解：
（1）固定空间距离变量，可以得到方向图随时间和角度的函数关系，其物理意义是指，在给定距离的空间球面上，不同角度不同时刻的电场分布。换句话说，就是电磁波穿越空间球面对应的电场幅相响应。这也是通常情况下得到的FDA天线的测量电场方向图，比相控阵天线方向图的测量更为复杂。
（2）固定时间变量，可以得到方向图随距离和角度的函数关系，其物理意义是在某一瞬时时刻，空间不同距离和角度位置的电场强度，其测量难度大。随着时间的改变，电场的空间分布也相应地改变，如同海面的波浪一样。
（3）固定角度变量，可以得到方向图随距离和时间的函数关系，其物理含义是电磁波在该方向上的电场分布。这一函数对于雷达回波信号处理至关重要。众所周知，相控阵的方向图是角度的函数，且不同方向对应的信号包络的相位响应是完全相同的，即具有各向同性的特点，因此，空间波束形成和快时间匹配滤波是独立可分离的。而FDA体制下，在任意空间方向上，其幅度响应和相位响应均是变化的，并且不同方向上的幅度响应和相位响应也不同，具有各向异性的特性，因此，空间波束形成和快时间匹配滤波往往是耦合在一起不可分离的。
目前对于频率分集阵列的研究还存在许多问题。对此，西安电子科技大学许京伟、朱圣棋、廖桂生、张玉洪梳理了国内外关于频率分集阵列研究现状，深入分析了频率分集阵的特点和优势，明确指出了其发射方向图的物理概念，纠正了一些现存的概念理解的误区，主要包括对发射方向图概念的理解误区、对脉冲体制和连续波体制概念的混淆等。
图1给出了两种体制下的某一瞬时时刻的空间电场功率分布（距离因子已归一化），这在现有文献中，人们仍称之为发射方向图，尽管其与传统天线方向图的概念有很大差别。团队建立了FDA-MIMO雷达体制，阐述了其与传统MIMO雷达体制的差异，提出了距离维可控自由度的概念，在解决目标参数估计、抗干扰、杂波抑制方面具有独特优势。图2给出了FDA-MIMO雷达体制下的距离模糊目标以及干扰的功率谱分布，验证了FDA-MIMO雷达解距离模糊的能力。图3给出了FDA-MIMO雷达体制下的三维自适应处理响应，可以解决距离模糊杂波抑制、目标无模糊探测等问题。
(a) 连续波体制的电场的功率分布
(b) 脉冲体制的电场的功率分布
图1 两种体制下的电场分布（发射方向图）
图2 FDA-MIMO雷达体制下的目标和干扰功率谱
图3 三维自适应处理响应
上述文章已经发表在《雷达学报》2018年第2期“频率分集阵列雷达”专题“频率分集阵雷达技术探讨”（许京伟 朱圣棋 廖桂生 张玉洪）。
文章介绍了频率分集技术基本原理，给出了频率分集阵雷达系统的实现方式和技术特点，讨论了频率分集阵雷达系统的应用方向，重点提到其在抗主瓣干扰和解距离模糊等方面的优越性。
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