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微波毫米波技术与光子学方法相结合而诞生的微波光子学技术在诸如雷达、卫星通信、宽带网络、传感技术等领域有着广泛应用。近几年来,微波光子学技术更是得到了迅猛发展。在相控阵天线方面,突破了电域技术瓶颈的微波光子学技术具有带宽大、损耗低、抗电磁干扰等优点。基于微波光子学技术,本文提出了基于偏振调制器(PolM)的微波光子相移器和基于双偏振双平行马赫增德尔调制器(DP-DPMZM)的双功能微波信号处理器方案。本文由以下四部分组成:(1)首先,提出了基于PolM和对偏振敏感的电光相位调制器(polarization sensitive electro-optical phase modulator,PS-PM)的360°相移的微波光子相移器。在该技术方案中,具有正交偏振成分的光单边带微波信号由PolM和光带通滤波器OBPF产生,偏振敏感的电光相位调制器对该单边带信号的两个频率成分进行非同步相位调制以引入相对相移。由理论分析可知,微波信号的相移与直流偏置电压成线性关系,该方案能够实现全360°相移,在整个相移过程中微波相移信号的幅度(功率)保持恒定。搭建仿真系统对理论分析做进一步的验证,仿真结果显示,此系统的相移范围是-180°～+180°,工作带宽是4～38 GHz,微波信号的相移与直流偏置电压具有良好的线性关系。(2)其次,提出了基于级联PolM生成正交偏振单边带信号的微波光子相移器方案。在该技术方案中,级联两个偏振调制器产生具有正交偏振的光单边带微波信号,偏振敏感的电光相位调制器对单边带信号进行相位调制以引入相对相移。搭建仿真系统对理论分析进行验证。仿真研究了正负1阶边带抑制比与PolM的直流偏置电压、90°混合耦合器的输出相位差的关系,当PolM的直流偏置电压为0.31V,90°混合耦合器的输出信号相位差为90°时,正负1阶边带抑制比达到最大,为21dB,此时可以实现正交偏振的单边带调制。仿真结果显示,相移响应与偏置电压成线性关系,可以实现360°相移。(3)再次,提出了基于DP-DPMZM和PolM的倍频和相移双功能微波光子信号处理器。在不使用光滤波器的情况下,实现了基于集成双偏振双平行马赫增德尔调制器(dual-polarization dual-parallel Mach-Zehnder modulator,DP-DPMZM)和偏振调制器(PolM)的二倍频全360°相移的微波光子相移器(MWPPS)。在其中一个支路上具有90°偏振旋转器的DP-DPMZM用于实现正交偏振的光载波抑制的双边带(OCS-DSB)信号。PolM用于对正交偏振成分进行相反相位调制以引入相移。在仿真系统中搭建了该倍频-相移器,在只有一个直流偏置电压的情况下,MWPPS能够实现连续可调的360°相移,相移与偏置电压成线性关系;基于上述结构,通过本地振荡信号和RF/IF信号驱动的DP-DPMZM用于实现载波抑制的单边带调制,直流偏置电压驱动的PolM进行相位调制,实现了变频-相移双功能器,仿真结果显示,该变频相移器在仅有一个直流偏置电压的条件下能够实现360°相移,并且相移与偏置电压成线性关系,变频带宽分别为IF信号50MHz-500MHz,RF信号2GHz-48GHz,在此带宽内,系统在变频的同时可以实现360°相移。