微波被人们广为研究与应用,微波测量作为其中基本应用之一,被广泛应用于天文,通信,医疗,雷达等领域。在微波测量的各种参数中,微波的频率信息反映的是微波信号的调制特性,是进行后续信号处理及相关矢量分析的关键和基础,受到人们广泛的关注与研究。传统的微波频率测量是采用电子学的方案,而随着信息技术的飞速发展,数据流量爆炸式增长,信号传输速率增加,传统的基于电子学的微波频率测量系统的电子瓶颈问题严重限制了其在实际中的应用。随着微波光子学的兴起,结合光子学的微波系统相对于传统的电子微波系统所拥有的大带宽,低损耗,免疫电磁干扰等优点受到了人们的广泛关注,人们也开始尝试各种光信号处理方法来实现对微波信号的频率测量。其中,结合非线性四波混频效应的频率测量系统因为测量带宽的优势而受到研究者的广泛关注。但是目前基于四波混频的微波频率测量系统涉及到闲频光的波长重叠问题,需要通过增加系统复杂度来实现大带宽高分辨率的测量。本文提出了一种全新的基于级联四波混频效应的微波频率测量方案,避免了闲频光波长重叠问题,利用频率-幅度的映射关系实现对未知微波频率的测量,对系统测量频率的原理理论进行详细的计算和分析,通过实验验证了系统的可行性并详细分析了系统的动态范围,实现了0.2GHz到40GHz测量范围内的微波频率测量,并且测量均方根误差低至39.3MHz,通过巧妙利用多条频率测量曲线解决了传统测量系统中普遍存在的测量分辨率与测量范围间的矛盾。另外,本文讨论了基于四波混频的微波频率测量系统的集成化,结合理论设计及仿真,利用硫系材料制备了集成化波导,通过实验对波导的高非线性特性进行了分析,并结合频率测量系统的所需的参数提出了对波导相应的制备改进方案,为实现整个测量系统的集成化打下了基础。