基于光纤终端的空间光通信系统具有结构简单、可拓展性强,可以与成熟的光纤通信网络相结合等主要优势,已逐步成为目前空间激光通信的研究热点。在基于光纤终端的空间光通信系统中,关键技术之一是如何高效的将空间信号光耦合至单模光纤,获得较强的接收光功率,以提高接收信噪比。然而,受大气湍流的影响,空间光至单模光纤的耦合十分困难。基于光束相干合成方法的多孔径接收方案是一种有效缓解大气湍流影响,提高通信系统性能的技术手段,具有极大的应用潜力。目前,针对基于光束相干合成方法的多孔径接收方案的研究在国内外主要集中在理论研究状态及可行性验证上,关于多孔径系统中的光束相干合成方法并未见详细的研究报道。本论文要解决的关键问题是针对多孔径接收方案中光纤相干合成的需求,提出基于光纤器件的相干合成方法,实现多路接收信号光束至一根单模保偏光纤的高效合成。主要研究内容如下:建立了基于光纤相干合成的多孔径接收系统的基本模型,对多孔径接收系统的性能进行了分析。在理论分析的基础上,建立了多孔径接收系统仿真模型,研究了大气湍流影响下阵列耦合效率与接收孔径数量之间的关系。对基于3-dB光纤耦合器的全光纤相干合成方法进行了理论分析及实验验证。提出了两种级联结构以实现多路光束的相干合成,分别为一体式级联结构和分布式级联结构。对两种级联结构的性能进行了对比分析,分别完成了四路光纤激光相干合成实验验证,并仿真分析了大气湍流影响下,输入光束光强波动对四路相干合成效率的影响。针对输入光束路数不是2的整数幂的情况,提出了基于特定分光比光纤耦合器的相干合成方法,以三路光纤激光相干合成为例,进行了相应的分析和实验验证。针对多孔径接收系统中光纤相干合成的需求,提出了基于光纤器件的相干偏振合成方法,并进行了理论分析。为了实现高效的相干偏振合成,输出线偏振光,提出了基于相位控制的相干偏振合成方法和基于偏振控制的相干偏振合成方法两种控制策略,并分别进行了实验验证和拓展性分析。在此基础上,结合上述两种相干偏振合成方法的优点,提出了基于相位-偏振混合控制的相干偏振合成方法,并搭建了三单元光纤激光相干偏振合成实验平台,对其可行性进行了验证。针对输入光束路数不是2的整数幂的情况,提出了基于特定角度光纤偏振合束器的相干偏振合成方法,以三路光纤激光相干偏振合成为例,进行了相应的分析和实验验证。本论文围绕基于光纤器件相干合成的多孔径接收技术进行了理论建模、数值分析和实验验证研究,提出了多种创新性技术方法,解决了其中最关键的多路接收光纤至一根单模保偏光纤的高效合成问题,为后续研究打下了坚实的基础。