光学合成孔径系统是利用多个子望远系统通过排列组合,实现相干成像,从而达到等效于大口径成像系统成像的效果。在成像过程中,子望远系统之间需要保证共相位的要求,但是由于实际生产加工、装配、外界环境因素的影响,会使得子系统之间的相位信息存在一定的误差,影响到整个系统的相干成像,从而使系统的分辨率退化。本文针对合成孔径系统特有的光束合成误差进行研究,探索其对成像质量的影响,同时对系统共相检测方法进行了研究并设计了相位补偿装置,保证系统的高分辨成像。本文首先研究了光学合成孔径系统的成像原理与特点,建立了其成像模型;并对合成孔径系统中各子系统相位间的光束合成误差进行了研究,通过分析系统成像时的PSF、MTF、SR等曲线,得到光束合成误差的特点,探究其对成像的影响。其次研究了合成孔径系统共相的检测方法并对检测误差进行了分析。通过对常用相位检测方法的对比,针对合成孔径系统的特点,采用相位差法进行相位检测,研究了相位差法的原理及噪声下检测模型,并通过仿真进行了相位信息的检测,得到了光束合成误差的大小以及检测的精度;然后对检测时会出现的误差进行了分析,包含离焦量误差、焦面误差、位置配准误差、噪声,研究了相位差法对于各种误差的容限大小以及误差的补偿办法,并针对合成孔径系统噪声难以直接去除的特点,对相位差法进行了改进,使相位差法可以更有效地检测相位信息。最后对相位补偿方法进行了研究,并设计了补偿装置。通过理论分析及计算,采用垂直式结构设计了包含一维微位移装置及二维偏摆装置的微调整装置,从而实现相位的补偿;利用ANSYS对装置进行了有限元分析,包括静力学分析及动态分析,静力学分析得到装置的刚度大小,与理论设计偏差小于3%,动态分析包括模态、谐响应、随机振动分析,分析结果表明补偿机构的模态频率均大于280Hz,在随机振动条件下不会发生塑形变形,补偿装置稳定性良好。整体设计可以有效地补偿相位信息,可实现合成孔径系统的高分辨成像。