本发明提出的一种实时检测数字相控阵时频信号故障及其恢复处理方法，旨在提供一种虚警率小，稳健可靠的处理方法。本发明通过下述技术方案实现：在时钟故障检测中，锁相环锁定指示累计积分处理判断时钟真实锁定状况，通过时钟锁定—失锁—再锁定判决机制，决定是否触发系统重同步操作；在同步信号故障检测中，通过测量时钟计数器分频得到同步信号与外同步信号相位差值，通过多次测量相位值找到跳变点，并对其进行中值滤波，剔除野值后得到的跳变点加半个时钟周期对应的相位值，与上一次设置的最佳采样对应相位值进行比较，当二者不等则认为同步信号出现过故障，同步信号判决模块输出重同步触发信号触发重同步操作，重新恢复数字相控阵系统正常工作。