传统相控阵雷达由于受到孔径渡越时间的限制,只能在相对较窄的信号带宽下工作,不能实现宽带宽角度扫描,从而限制了相控阵雷达在复杂环境和高性能领域的应用。而光控相控阵雷达采用光电子技术,通过光实时延时的方法抵消孔径渡越时间的限制,使用光控波束形成网络实现相控阵雷达的波束形成与扫描,具有大的瞬时带宽、无波束斜视效应、低损耗、小尺寸、抗电磁干扰、探测距离远、等优点,成为相控阵雷达发展的一个重要方向。本论文主要围绕光控相控阵光实时延时线开展工作,进行了聚合物集成光波导延时线的优化设计、射频光纤传输特性分析以及光实时延时测量三方面的研究工作。首先介绍了相控阵天线波束扫描的基本理论,比较分析了实现光控相控阵的几种常见光控波束形成网络方案,给出了各自的优缺点。接下来,以课题组最新研发的光子聚合物PSQ-Ls为波导制各材料,结合波导制备工艺条件,采用波导仿真软件进行聚合物集成光波导延时线设计,重点研究了波导横截面尺寸、波导弯曲半径、相邻波导间距等参数对延时线特性的影响,获得了光波导延时线优化结构参数,并制备出光刻掩模版。以矢量网络分析仪为主要测试设备,设计并搭建了光实时延时测量系统,测量了不同长度光纤的延时量,分析了误差来源和测量不确定度,提出了减小误差和改进不确定度的方法,最后获得了对于几十纳秒延时量的测量不确定度为0.17ns左右。