通过采用分步傅里叶变换方法求解非共轴相关耦合波方程，分析了单发次自相关方法测试脉冲宽度时光束空间和频率调制对自相关信号的影响。分别讨论了两束基频光都存在空间调制和一束基频光在传输光路中强度分布受到调制等情况下的谐波信号变化。模拟结果表明谐波信号的调制随入射基频光调制度增大而增加，随基频光强调制频率增大而减少。相关信号外包络线与光束未调制情况下得到的结果一致，脉冲啁啾只是导致自相关信号效率降低。提出了基于自相关函数外包络线求解被测试信号脉冲宽度的方法，为正确测试脉冲宽度提供了理论依据。