紫外光通信作为无线通信方式的一种补充,是将紫外光作为信号载体,在空间通过散射传播信息的一种新型光通信技术,因其具有隐蔽性好,抗干扰能力强,可全天候和非视距通信等众多优点而受到了广泛关注。光学天线作为光通信的关键组成部分,对于光通信系统有着重要意义。一个设计优良的光学天线可以大大减小光通信中的光能损耗、增加通信距离、增强接收信号功率,从而提高整个系统的通信质量。本课题从新体制紫外光通信的光学收发天线设计角度展开研究。首先,针对紫外LED面阵光源,提出了两款准直发射天线结构。重点设计了一种由透镜组构成的透射型发射天线,该天线可在10m处均匀照明半径为1.4m的圆形区域,将±30°的光源束散角压缩到±7.98°,光学效率为92.6%,并通过搭建实验系统,验证其光学增益为7.2,有效提高了能量传输效率。在此基础上,将透射型发射天线作为一级准直系统,后续加入卡塞格林望远镜结构,构成二级级联式折反复合光学发射天线。该复合式发射天线相比透射型发射天线,增益提高了9倍,束散角进一步压缩到±2.28°,适用于长距离通信。其次,出于通信场景移动性的考虑,在接收光学天线的设计中引人入了变焦结构,设计了变倍比为2.1倍的连续变焦接收天线,焦距范围为125～258mm,视场角为±2.44°～±5.03°,变焦过程中保持系统总长不变,探测面稳定。并且根据变焦过程中各组元的运动情况,编写程序,绘制了相应的凸轮曲线,配合后续凸轮结构的机械加工制作。