涡旋光相干检测通过改变本振光的拓扑荷数，在接收端实现涡旋光的相干解复用，也可以实现信息交换。本文分析了信号光斜程传输时拓扑荷数、海拔高度、传输距离对涡旋光复用通信系统性能的影响。结果表明：大气湍流造成的波前畸变会破坏不同拓扑荷数信号光与本振光波前之间的正交性；使用同一套自适应光学系统对上行和下行链路的信号光波前进行校正，比较分析了波前畸变预校正与后校正效果，发现下行链路的后校正效果要优于上行链路的预校正效果，为多路涡旋光复用传输奠定了理论基础。

自适应光学系统可以抑制大气湍流所产生的波前畸变，波前探测支路和光纤耦合支路之间存在的非共光路像差会导致自适应光学系统闭环后其耦合功率未能有效提升。采用逆向传输标定法由耦合光纤端到波前传感器进行反向传输，将波前传感器采集相对应的波前信息折算到自适应光学系统并实现闭环控制。结果表明：采用逆向传输标定法，数值仿真的耦合效率由27.31%提升至68.14%；静态环境实验的耦合效率由9.04%提升至45.21%；湍流环境实验的耦合效率由19.72%提升至36.93%；复杂环境实验的耦合效率由3.87%提升至7.52%。该方案简单而切实可行，易于在工程上推广应用。

针对无线光通信存在光束对准耗时长的问题，提出一种发射端采用图像跟踪，接收端采用二维反射镜控制的光束快速对准方法。依据几何光学理论计算了激光经二维反射镜后出射的扫描轨迹，并在无线光通信强度调制/直接检测系统上开展实验。实验结果表明：当通信距离为1.3 km时，光斑型心在x(y)方向的方差由跟踪前的12.5734 pixel²(5.1393 pixel²)降至跟踪后的2.2770 pixel²(1.3697 pixel²)，探测器输出电信号的幅值为92.4 mV；当通信距离为10.3 km时，光斑型心在x(y)方向的方差由跟踪前的18.8653 pixel²(10.5290 pixel²)降至跟踪后的14.4970 pixel²(8.0287 pixel²)，探测器输出电信号的幅值为74.4 mV。所提方法无需将控制信号由接收端回传至发射端，在快速建立下行链路的同时即可实现上行链路的建立。

根据高斯光束传输理论,分析了径向偏差、端面倾斜偏差和轴向偏差等对准误差对空间光-单模光纤(SMF)耦合效率的影响。数值计算和实验结果表明,当端面与径向之间的夹角Ω为90°和270°时,3种对准误差对耦合效率的影响相互独立,当夹角Ω=180°时,耦合效率有最大值。为更好地补偿对准误差对SMF耦合效率的影响,基于压电陶瓷设计了具有5自由度耦合装置的光纤耦合器,并结合变增益型随机并行梯度下降算法寻找空间光-SMF的最佳对准姿态。实验结果表明,5自由度光纤耦合器可以很好地实现不同对准误差的校正,系统闭环后SMF耦合效率达到53.2%。

针对相干光通信中载波频率漂移的问题,根据实际相干光通信系统,分别采用二进制相移键控(BPSK)和四相相移键控(QPSK)的调制方式,仿真分析了频率漂移引起的星座图周向旋转和误码率的升高。依据激光器频率调节和控制的原理,采用在信号输出端外接鉴相器、单片机和压电陶瓷驱动放大器的方法,设计了一种基于反馈判决控制回路的电路,实现本振激光器的频率对信号激光器的频率的跟踪,稳定载波频率。实验结果表明:当中频载波以100 MHz为基准时,反馈判决电路可将频率漂移稳定在±2 MHz的范围内,频率漂移补偿范围可达到吉赫兹量级,利于后续信号解调。该方案简单切实可行,适用于实际相干光通信系统。

为提高红外图像的仿真效果, 在Vega平台实现动态红外图像的仿真。首先分析了目标场景辐射特性模型、大气传输模型以及红外探测器模型, 然后以F-16飞机为例详细地分析了Creator建立三维模型和在Vega平台完成动态红外图像仿真的过程, 最后利用MFC和Vega API编程开发了友好的交互界面, 用于不同仿真条件的切换和参数的调整。仿真实验结果表明该方法简单易行、有较高的逼真度, 可为红外目标模拟器提供信号源。

战场环境的动态性和不确定性以及协同控制的复杂性，使得预先制定的无人作战飞机任务分配方案不能满足动态战场环境中的实时性要求。考虑到无人作战飞机的差异、目标的差异及战场态势对目标分配的影响，建立了多无人作战飞机协同目标分配问题的数学模型。针对多无人作战飞机协同控制中的动态任务分配问题，提出一种改进的混合重分配策略，从任务层次上解决了多无人作战飞机的动态任务分配问题，在此基础上提出了混合细菌觅食算法，并用该算法在动态环境中为无人作战飞机进行合理的任务分配，通过仿真实验和分析表明混合重分配策略和混合细菌觅食算法的有效性。

为了提高红外成像仿真技术和加快红外制导**的研发进程，分析了目标场景辐射特性模型、 大气传输模型以及红外探测器模型，并以F16飞机为例详细介绍了基于Creator和Vega的动态红外图像仿真过程。 基于MFC和Vega API编程开发了一种用于切换不同仿真条件和调整参数的友好交互界面，实现了对红外图像的动态 控制，给仿真带来了极大的便利和很好的效果。