微波光子变频技术是随着下一代宽带无线接入技术的需求而发展起来的一项关键技术。针对此技术,本文提出一种利用光电探测器非线性效应的微波光子变频方案。该方案具有系统结构简单、可操作性强和实现成本低等优点,我们分别采用直接调制和外调制两种方式,实现了将500MHz中频信号上转换为C波段和Ku波段。本文的主要内容包括：1、首先简要介绍了微波光子学的产生背景及应用领域,提出本文主要研究是微波／毫米波信号的光学手段处理中的光子变频技术；再次,阐述了微波光子变频的研究意义：最后介绍基于光电探测器的微波光子变频技术研究现状。2、介绍了微波光子变频链路中各器件的特性,包括分布反馈式(DFB)半导体激光器、马赫曾德(Mach Zehnder)外调制器、光电探测器和微波环形器,着重分析了利用光电探测器的非线性效应的变频机制。3、完成微波光子变频系统的设计优化,并进行实验研究和分析,分别采用直接调制和外调制两种方式实现了500MHz中频信号上转换为C波段和Ku波段。实验结果表明,基于光电探测器的微波光子变频技术中会存在最优光电探测器反向偏置电压、最佳本振信号LO功率和中频信号1F功率；合理增加光载波功率可以提高系统的性能。在此基础上,采用该系统传输了携带一定调制码率(32Kbps、 IMbps、 lOMbps和36Mbps)基带信号(载噪比20dB)的500MHz中频信号,实验结果显示了其良好的通信性能,接收端能正确解调信号的EVM值小于15%rms。