被动毫米波综合孔径成像技术是毫米波探测领域的研究热点之一,其应用研究已遍布军用及民用各个领域。目前国内外的研究主要采用下变频方案,随着光纤及应用光学的发展,基于电光调制的上变频方案被提出并逐渐成为研究热点。在上变频方案中,按照最佳成像效果及最优空间频率覆盖准则的天线孔径阵列接收探测目标的毫米波辐射信号,经电光调制器上变频至光频经光纤传输,经滤波得到携带毫米波信号的单边带信号后利用光学信号处理技术完成成像。本文将电光调制、综合孔径以及光学成像处理结合到被动毫米波成像中。理论分析了综合孔径成像原理、电光调制过程中的毫米波上变频及其幅度相位信息的转移、基于电光调制的一条链路的结构及信号处理过程、利用光学信号处理技术在光域实现实时成像的过程等。对该系统进行了数学建模研究和仿真运算,理论验证了基于电光调制的被动毫米波综合孔径成像的可行性。作为综合孔径技术的核心,孔径阵列排布直接影响了空间频率的覆盖及对视场可视度函数的采样情况,即与成像质量息息相关。本文介绍了阵列优化的优化准则、目标函数以及优化算法,比较了目前运用最多的模拟退火算法和遗传算法的优缺点。采用实数编码的遗传算法进行了圆周阵列的8-16单元的天线阵列优化,并对比了优化前后的天线排列,结果表明优化后的天线阵列对应的空间频率覆盖效果更佳并几乎无冗余空间频率,其点扩展函数的旁瓣也得到有效抑制。提出将光纤中的受激布里渊散射运用于基于电光调制的被动毫米波综合孔径成像中。理论分析了受激布里渊散射过程中毫米波信号的幅度和相位信息的保持以及毫米波信号的抑制载波单边带调制的实现,相当于在毫米波频率的上变频的同时,实现了成像过程中所需的光学滤波、功率放大作用。搭建实验装置进行了实验研究,实验结果表明该结构通过受激布里渊散射效应可以有效完成以上功能。与传统电光调制系统相比,本方案简单有效,由于系统对携带毫米波信息的边带有放大作用,可以运用于毫米波功率较低时的成像。