微波信号源是组成现代微波系统不可或缺的部件,由于传统的微波源在高频段难以实现极低的相位噪声,一种基于微波光子学的新型微波源:光电振荡器（Optoelectronic Oscillator,OEO）逐渐成为了研究的热点。OEO能够产生具有极低相位噪声的高频段微波信号,具有应用在通信、测量、医疗、雷达等领域的巨大潜力。但另一方面,OEO面临着信号频谱纯净度与相位噪声的矛盾。为解决这一问题,本文从多种边模抑制技术着手,通过理论推导与实验验证,旨在构建能够同时实现高边模抑制比与低相位噪声的OEO。本文的主要研究内容如下:1.本文系统介绍了光电振荡器的系统构架及基本原理,由光电反馈环路的开环性质入手,推导出OEO的起振阈值条件;再结合准线性化理论研究环路的闭环性质,推导出OEO的起振信号功率、频率以及相位噪声等关键性能指标;并且推导了基于双环结构与基于变频滤波原理的边模抑制方案的原理,为搭建与调试高性能OEO提供了理论基础。2.本文对双环路、注入锁定、变频滤波三种对OEO输出信号的边模抑制技术进行了研究;推导了注入锁定阈值条件及相位噪声性能。通过对上述三种方案的边模抑制与相位噪声性能进行实验验证与详细测试,分析了其优势与不足,为提出新型的基于变频延时匹配的注入锁定光电振荡器提供理论与实验依据。3.本文提出并验证了一种新型的基于变频延时匹配的注入锁定光电振荡器,实现了良好的边模抑制比与相位噪声性能。首先,介绍了该新型OEO的系统构成与运行机制;随后,从理论上提出了基于变频延时匹配的附加相位噪声消除技术,为此方案提供了理论依据;最终,通过实验验证了此方案,并测试了其边模抑制与相位噪声性能。实验中,所提出的OEO在环路中采用不同长度的光纤时,均实现了位于10 GHz的单模起振,且具有很高的边模抑制比;其中,光纤长度为3.85 km时,系统达到延时匹配状态,输出频率为9.99998 GHz的稳定单音微波信号,边模抑制比与运用相同器件的典型注入锁定OEO相当,高达74.4 dB;且其在10 kHz频率偏移处的相位噪声低至-130 dBc/Hz,优于运用相同器件的单环OEO;此外,该方案还具备一定的频率可调谐性。实验结果印证了文中所提出的基于变频延时匹配的附加相位噪声消除技术,并实现了免于受外部输入的本振信号所引入的附加相位噪声影响的注入锁定式OEO,能同时实现优秀的边模抑制与相位噪声性能。