Risley棱镜系统根据折射定律通过两棱镜的绕轴独立旋转来实现出射光束的指向调整，有着结构紧凑、准确性高、速度快、偏转角度大、动态性能好等优点，在目标瞄准、搜索以及跟踪等方面有着广泛的应用。阵列Risley棱镜系统可以实现高光束质量、控制灵活、结构扩展的光束输出，为大角度光束或成像视轴指向调整提供了一种颇具潜力的新方法。本论文主要对基于Risley棱镜的阵列光束指向系统进行深入系统的分析与研究，探索能有效提升系统性能的方法，为该类系统的工程化奠定理论与实验基础。　　论文通过采用非近轴光线追迹的方法，基于不同类型单孔径Risley棱镜的光束偏转角度范围与折射率、棱镜顶角之间的对应关系，得出棱镜21-12结构可实现光束从0°到大偏转角度的全区域指向覆盖。以一级近轴近似矢量合成方法为基础，推导出了光束指向控制精度的非线性解析式及界定限判据。通过建立7孔径的阵列Risley棱镜光束指向系统的数学物理模型，根据惠更斯-菲涅尔原理解算了在有无偏转误差的情况下光束通过阵列Risley棱镜系统在真空中的传输解析式，以及根据广义的惠更斯-菲涅尔原理解算了在有无偏转误差的情况下光束通过阵列Risley棱镜系统在大气湍流中的传输解析式。　　基于衍射光学光束传输理论和大气湍流的时空分布规律，建立了光源模块、阵列Risley棱镜模块、大气湍流模块、光束传输模块和性能评价模块组合的相关数值仿真研究平台，针对阵列Risley棱镜偏转定向系统对阵列光束近场光斑的影响和远场传输的效能进行分析。重点研究了光束压缩效应、不同占空比、口径大小、传输距离以及湍流强度带来的远场光强以及能量集中度的变化，选定桶中功率为评价函数对远场目标处的光束进行评价。根据应用需求，通过数值计算合理选择偏转指向、棱镜口径和作用距离，来减小阵列偏转光束变形和大气湍流影响。考虑到系统实际加工装配和操作中会使阵列出射光束出现偏转误差，分析了不同权重的偏转误差在有无湍流传输的情况下对远场光强分布特性的影响，并用桶中功率函数对其进行了评价。最后，通过搭建双孔径的Risley棱镜光束指向偏转实验系统，先对无偏转阵列光束的远场光斑位置进行标定，随后测得29组不同偏转角情况下阵列光束的远场光斑干涉图样，验证了系统实现阵列光束偏转的可行性和有效性。