利用光子学方法（尤其是光电振荡器）产生的微波信号，具有低相位噪声、振荡频率高、可调谐频率范围大等优势，在光信号处理、军事雷达、通信与星间通信、以及生物成像癌症检测方面具有广泛潜在用途。本论文针对上述应用需求，通过简化微波光子链路理论模型，深入开展了基于多波长光电振荡器产生宽带可调谐微波信号的理论和实验研究。本文首先研究了微波光子链路的简化理论模型，分析了微波光子链路中的性能参数（包括：增益、噪声系数、动态范围）。其次，基于微波光子链路简易模型和光电振荡器基本理论，提出了两种基于多波长光源的宽带可调谐光电振荡器的新方案，分别建立了理论模型并进行了数值仿真。然后，实验初步验证了基于多波长激光阵列的宽带可调谐微波光子滤波器和光电振荡器的可行性。最后，系统开展了基于宽谱光源的宽带可调谐光电振荡器的实验研究，通过微波光子滤波器级联方法有效抑制了微波跳模效应，产生12GHz宽带范围内的微波信号。本文的主要研究内容为：（1）对光生微波方法进行了介绍与比较，重点阐述了光电振荡器。基于微波光子链路模型，分析了噪声系数对微波信号相位噪声的影响，同时分析了光子链路增益系数、线性动态范围与无杂散动态范围的影响因素，在仿真的同时，对其进行了实际测试；接着在级联EDFA情况下，重新分析了微波信号的增益、噪声系数以及动态范围，重新进行了实验验证。（2）在第二章基础上，分析了OEO开环链路的增益系数以及相位噪声谱，介绍与分析了基于宽谱光源以及激光器阵列的多波长微波光子滤波器，进行了基于激光器阵列，延时采用色散延时与真延时的OEO初步实验。（3）分析了基于不同光载波时延的单响应无载波抑制效应的微波光子滤波器的频率响应，以及色散光纤的三阶色散对滤波器的衰减影响，接着基于该微波光子滤波器反馈搭建了光电振荡器，进行了实验。考虑到实际滤波器3dB带宽太大，采用不同环长、不同耦合比的Sagnac环对微波光子滤波器进行级联。为了提高频率，采用更高增益的放大器进行了再次实验。