微波功率模块（MPM）是真空电子器件和固态电子器件组合而成的一种新型微波功率器件，具有频率高、频带宽、功率大、体积重量小等特点，它使常规行波管的应用变得更加便利和广泛。现代战争向雷达、电子战综合一体化方向发展，这就要求功放既能工作在高峰值功率、低占空比的高模工作方式，也能工作在低峰值功率、准连续波的低模工作方式，针对这一需求，结合电子系统收发共孔径的要求，提出了T/R双模MPM技术。T/R双模MPM技术的核心是T/R双模行波管，基于三端口双向T/R行波管，通过在慢波系统的衰减器附近设置一个耦合口，实现行波管的信号反向接收功能；通过T/R双模行波管设计、双模放大均衡组件、双调制栅极电源等技术实现MPM的双模双向功能。T/R双模MPM应用前景广阔，特别是在基于无人机平台的作战应用中的具有明显优势。

为满足对飞行目标的多维光谱探测和可见光成像需求，设计了一款基于卡塞格林望远镜结构的共孔径光学系统。系统前端由同轴两反系统组成，主镜为抛物面，次镜为双曲面，后端通过平板分光的方式由各子系统接收。在可见光成像端，利用两片柱面镜成功解决了分光平板引起的像散问题，并通过添加反向倾斜的补偿平板，校正了分光平板引起的光轴偏移问题，可实现对距离为0.5~1.5 km、直径为0.5 m的飞行目标进行可见光成像和多波段光谱接收（200~400 nm、400~760 nm及760~2 500 nm）。成像模块各视场在奈奎斯特频率35 lp/mm处均实现了MTF>0.5，趋近于衍射受限曲线，各光谱接收模块也均满足光纤耦合要求。通过无热化设计，该共孔径系统可实现在−20~50 ℃温度范围内正常工作。公差分析结果表明，该系统能够满足实际加工和装调要求。

为了提高光电探测设备目标探测与识别的能力，设计了一套可见/中波双波段共口径光学系统。根据实际工程经验总结了一套分段设计、组合优化的光学设计方法，通过合理地分配光焦度，分段选择合适的初始结构，再现了双波段共口径光学系统初始结构的设计过程；结合CodeV和TracePro软件量化了制冷型中波红外探测系统的冷反射现象，并且通过外场试验成像验证了分析结论的正确性。双波段共口径光学系统最大视场达到1.25°，畸变小于0.1%，可以在环境温度?30 ℃～50 ℃下工作，中波红外探测系统实现了100%冷光阑匹配，可见光探测系统可以实现大、小视场的切换，双波段成像系统具有调焦、调光功能。该系统成像质量良好、可加工性好、装配难度小、工程可实施性强。

借助微分方法，提出光学系统内的消波段间色差和波段内色差条件，建立了扩展的复消色差理论，通过对比各自波段和全波段的折射率-色差系数，进行材料配对，并迭代优化校正各类像差。由此介绍了几种多波段共孔径光学系统的实现途径和具体设计实例，包括：透射式结构的宽波段及多波段成像物镜光学系统；透射式结构的中波/近红外二次成像变焦系统；透射式结构的中/长波红外二次成像变焦系统；通过反求工程（Reverse Engineering）设计了AN/AAQ-33“狙击手XR”吊舱采用的中波/近红外共孔径透射式前置望远系统主光路；AN/ASQ-228 ATFLIR吊舱采用的共孔径离轴三反射式消像散前置望远系统主光路；AN/AAS-52 MTS-B吊舱采用的同轴偏视场三反前置望远系统主光路；EKV采用的同轴四反二次成像系统；拓展介绍了采用同轴折反式前置望远+后置成像结构的光路结构，包括同轴折反式中波/短波/近红外和长/中/短波红外望远系统+后置分光成像系统的设计；以及一些典型弹载光学系统共孔径或共光路的设计。

为了满足**探测环境下复杂、多样化的探测需求，机载探测平台往往集成多个探测系统。共孔径复合作为一种理想的集成方式，在综合各类探测系统优势的基础上，缩减了系统的总体积，减轻了平台负担。本文计算并设计了一种卡塞格林式红外与合成孔径雷达共孔径天线。首先，根据合成孔径雷达指标设计主镜；接着，通过像差系数与非球面参数组成的方程组求解卡塞格林结构；然后，在前端卡塞格林结构、冷阑参数和红外光学系统指标的限制下，利用PW形式的像差公式计算透镜的具体结构。最终得到的雷达天线口径为1.22 m，增益为40.9 dB，红外光学系统焦距为?1 000 mm，全视场角为0.704°，次镜遮拦比小于0.33，在33 lp/mm处各温度区间MTF值大于0.4。所设计共孔径天线的各项指标均满足使用要求。