波束形成,本质上是通过处理多阵元接收(发射)信号以得到特定的方向图。它是电子战的核心技术之一,是现代雷达和电子对抗装备具有良好战术和性能的前提和基础。但是随着现代电子技术和信息技术的快速发展,传统的波束形成系统因其体积庞大和重量较重,以及较小的瞬时带宽等问题已逐渐不能满足现代电子战的要求。而构架在这些传统技术之上的光学波束形成技术因具备体积小、重量轻、瞬时带宽大等优点,已成为目前光电对抗新设备的研究热点之一。本论文针对传统波束形成技术的不足,以光学多波束技术为研究对象,在深入分析光学多波束形成机理的基础上,对超宽带光学波束形成技术作了探索性的研究。为此,本文对接收型光学Rotman透镜结构设计的理论进行了详细推导,并针对影响结构设计的参数以及设计中光程误差和相位误差问题进行了大量的仿真实验和分析。此外,论文还对窄带和宽带相干光学多波束形成技术进行了理论建模。针对窄带问题,主要采用衍射场分析方法给出了波束形成的方向函数;而对于宽带问题,则在宽带信号模型和光学聚焦矩阵方法的基础之上展开。论文还设计了相应的仿真验证实验来验证所建模型的可行性、抗噪声干扰性能以及栅瓣副瓣抑制能力。通过上述研究,本论文得到以下结果:(1)光学Rotman透镜可以实现超宽带性能,且结构较为小巧,但扫描角度仅限于小于45°的区域,归一化阵长限制在-0.5到0.5的范围之内。如果扫描角度和归一化阵长超出上述范围,过大的路程误差和相位误差将致使其不能稳定工作;(2)窄带相干光学多波束形成的方向函数表明,该方法所形成的射频波束扫描角介于-90°到90°之间,对应光学波束指向角介于-5°到5°之间,且波束具有一定的频率偏移;仿真试验表明在C波段,若射频扫描角介于-10°到10°,可以实现40%的带宽。(3)采用特殊全息记忆材料和光学聚焦矩阵的光学波束形成技术能够补偿频率偏移,从而可以方便地实现超宽带性能;(4)以相干光学方法为基础的多波束形成系统结构小巧,扫描角度大,抗干扰能力强。