无线通信实现了随时随地的信息传递,被广泛应用于卫星通信等系统。变频装置能够完成信号频率变换,使信号易于传输或接收,是无线通信系统中的关键部分。然而随着无线应用不断增加,无线频率的使用范围不断扩展,传统变频装置面临着带宽和频率局限的问题。微波光子技术因其全频段和大连续带宽处理能力,以及高本振射频隔离、低传输损耗、高电磁隔离等优势,被引入克服传统变频技术的瓶颈。在取得的研究成果中,必须引入可调窄带光滤波器来减少杂散,但增加了系统的实现复杂度。宽带低杂散的变频技术亟待进一步研究。本文提出了基于光调制器的宽带低杂散微波光子变频方案,并通过不同的探测方式对不同的变频方案进行了仿真及实验研究。方案中使用光I/Q调制器代替了传统的马赫增德尔调制器,实现单边带抑制载波的电光调制,省去可调窄带滤波器,使系统功耗及复杂度得以降低。针对零中频结构规避镜像干扰、更适合于多标准软件定义无线电系统的优势,重点对实现I/Q直接解调的微波光子变频技术进行研究和分析,实现了宽带低杂散的变频处理。在0GHz到20GHz的范围内,变频损耗在16dB以内,噪声系数在42dB以下下,无杂散动态范围在108 dB.Hz2/3以上。系统的微波指标都保持在稳定水平,证明了微波光子混频器对全频段信号处理的可行性。微波性能可以通过提高激光功率、使用前置低噪声放大器,以及使用低半波电压的电光调制器等方式进一步提高。对变频输出进行信号采样及数字处理,实现零中频接收系统。在0 GHz到20 GHz的输入射频频率范围内,系统EVM波动不超过0.4%,在50 dB输入射频功率范围内,EVM保持在10%以下。接收机的系统指标保持在稳定水平,显示出其极大的动态范围。除了已知的全频段处理能力、大连续带宽、高电磁隔离等优点,微波光子I/Q变频系统同时在避免本振泄露及I/Q平衡方面表现优异。课题为变频方案提供了技术和性能上的参考,为下一步的研究打下基础。