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微波光子学是研究光信号与微波、毫米波段电信号相互作用的一门交叉学科。光控微波波束形成器（OBFN）是微波光子学的重要研究领域，也是下一代无线通信中相控阵雷达和智能天线的核心技术，它通过控制阵列中各微波链路的相位差或真延时差，使各微波辐射源的辐射场在远场的特定方向产生干涉极大，达到定向发射（或接收）的目的。它具有体积小、重量轻、抗电磁干扰、带宽大、无波束倾斜等优点。本文结合国家自然科学基金重点项目、国家重点基础研究计划（973）项目和国家高技术研究发展计划（863计划），围绕OBFN系统结构实用性方案和OBFN中偏振特性及损伤，研究工作主要分为如下两个方面：提出基于宽谱光源适用于OBFN的新型矢量信号传输系统结构；研究OBFN系统偏振所致功率衰落、延时误差的机理及其补偿方法。针对如何降低OBFN系统成本、提高系统稳定性和实用化问题，提出一种基于宽谱光源的新型矢量信号传输系统结构。该方案分析了基于宽谱光源系统与基于激光器光源系统的区别，在于宽谱光源的差拍噪声在光链路中占主导，从这一主要矛盾出发，通过信号调制深度和光电探测器光接收功率的优化选择，实现基于宽谱光源结构下毫米波信号传输和真延时分配。完成了64QAM、2.4GHz、10Mbps20km无误码传输和本地下的真延时控制，对于支持IEEE802.11协议QPSK、16QAM等调制格式，传输速率为1.25Mbps、2Mbps、3.5Mbps的矢量信号也有相似结果；传输OFDM信号方面，提出通过抑制输入OFDM信号峰均比和选择调制深度的方法，使基于宽谱光源的结构实现了3.0GHz、1GHz带宽、16QAM、512子载波、2Gbps OFDM信号20km传输和延时分配。OBFN系统偏振相关损伤方面的研究，分为偏振所致功率衰减和延时误差两个方面。研究从理论偏振态的概念出发，创新性得到输入光偏振态、链路PMD矢量方向、链路中一阶PMD瞬时值，与功率衰减和延时误差之间的准确定量表达，并给予实验佐证。提出一种适用于OBFN结构，基于法拉第旋转镜的PMD补偿方案，补偿后PMD最大残留0.164ps。