本文根据无线光通信的传输原理，分析了在直线轨道上运动的目标间进行无线光通信的可行性，针对运动无线光通信中运动端光通信机相对固定端光通信机作匀速直线运动的特点，提出了利用光锥的优良集光性能来进行运动时的光信号的接收。 论文首先概述了无线光通信的背景知识和系统中光学天线的设计原理，重点介绍了激光光学系统中光发射和光接收的原理，并在此基础上，详细阐述了光发射和光接收天线的设计过程。由于课题中的光传输距离较短，光束发散角较大，弱化了光束准直的功能，因此我们采用性价比较高的单透镜作为发射和接收天线，根据初步参数给出了透镜的详细设计过程。为了避免引入大的像差导致误码率的增加，采用非球面技术来优化透镜的性能。 其次，论文介绍了直线运动无线光通信系统的实现目标和实现方案。在光通信中，运动端的光通信机架设在运动小车上，相对于固定端光通信机做直线运动。运动中光终端机的振动引起激光光斑中心的抖动和偏移，导致进入接收透镜的空间光的视场角的变化，加上光通信机本身的振动，最终引起双方接收系统中像点的偏移，当像点偏移出接收光纤或探测器的有效接收面积时，通信链路将中断。因为运动小车的数据信息和控制信号都要经过空间光与控制台进行传递，因此通信中断现象是必须要避免的。 再次，论文在测试轨道振动的基础之上确定了发射天线的发散角，保证在运动中光接收天线都能接收到光信号。为了解决像点偏移引起的光通信中断问题，论文提出了一种基于实心光锥的空间光接收方案，对该接收方案进行了详细理论分析和光接收实验。通过在接收透镜焦平面上放置实心光锥，增大焦平面上的接收范围，提高系统对振动的应对能力。在实验过程中，重点分析光锥的集光性能，动态范围和出射光能分布等参数。并对基于实心光锥的光接收系统进行了详细阐述和实验，给出了光锥的理论模型和测试方法，进行了现场实验测试。研究和实验结果表明，文中提出的运动无线光通信系统是完全可行和非常有效的。 论文最后是本课题工作的总结和展望。