传统相控阵雷达由于阵列天线空间频率色散和孔径效应的限制，不能实现大瞬时带宽扫描，同时由于采用微波延时线导致其体积庞大且易受电磁干扰。光控相控阵雷达将光电子技术应用在相控阵雷达中，它将微波信号调制到光上，用光纤等光器件材料作为真延时线，采用光波为载波，这样相控阵天线的微波波束指向与所发射的微波频率无关，并且微波信号带宽相对与光波载波频率要小很多，故能实现稳定的宽带扫描。同时由于系统采用光器件材料，相比于传统相控阵雷达具有重量轻、体积小并且抗电磁干扰等诸多优点，得到了世界相控阵雷达研究领域的广泛关注。本文针对光相控阵雷达系统中的关键技术光延时模块，对其光路、控制电路的仿真设计以及实验测试部分都做了详细研究。 本文首先逐一介绍了目前国内外所采用的各种光延时结构，然后对基于光开关切换和光纤环结构的OTTD（光学真延时线）做了详细分析，并且在此基础之上，设计了一种基于集成光学技术的光延时模块结构，它将光开关阵列和光波导集成于同一块衬底之上，通过外围电路来控制开关阵列的工作状态，从而选择不同的光程，这种结构由于采用了集成光学的方法，除具有其他光延时结构高延时精度特性外，而且功耗低、体积小、成本低廉，目前国内外研究很少。为实现这种延时方案，文中对激光器、光电探测器、光开关等光延时系统必备器件的选择做了深入分析，同时还对延时精度的控制做了详细的公式推导和计算，给出了光纤延时线的切割方案，并采用所选择器件制作了一个基于光开关切换和光纤环结构的5位光延时系统实验模块，对系统中所涉及的关键控制电路做了设计并仿真，同时对整个系统的延时测试、温度测试、带宽测试都做了详细分析，尤其是针对矢量网络分析仪测延时方法做了重点介绍。通过测试，该光延时模块具备250ps的延时步进和20ps的延时精度，为下一步实现集成光学技术的光延时系统的制作奠定了基础，同时也为光相控阵雷达向实用化发展提供了理论和实践参考依据，全文最后对光开关阵列结构的光相控阵雷达技术做了展望。