微波任意波形发生在高速通信、雷达、电子对抗等领域有广泛的应用前景,目前商用的任意波形发生系统一般采用电子学方法产生,但是这种方法受限于“电子瓶颈”,难以产生高载频、大带宽的微波信号,而光子学方法却有天然优势,因此成为研究热点。其中,基于绝缘体上硅(SOI)的光子集成技术由于其小尺寸、低重量、低功耗、高稳定性以及与CMOS工艺兼容等优点引起了国内外研究者的极大兴趣。本文针对基于光子集成的微波任意波形发生方案展开研究,基于SOI平台对关键器件进行了设计,并对系统的输出特性进行了模拟。本文首先提出一种基于光子集成的多波形高速更新的微波任意波形发生系统。该系统包括若干波形发生单元和一个波形选择单元,利用波形选择单元对波形发生单元产生的波形进行高速切换。该系统使用微环谐振腔、波导延时线和多模干涉耦合器构成波形发生单元,使用电光开关作为波形选择单元。通过对微环谐振腔、光开关工作原理的分析,结合传输矩阵法、耦合模理论、硅的热光效应和载流子色散效应,设计了该系统中的两个核心器件,即基于等离子色散效应的电光开关和基于微环谐振腔的光谱整形器。利用仿真软件,模拟得到了响应时间7ns的光开关,同时获得了谐振波长可调谐的光谱整形器。基于这两个核心器件的设计,本文对系统输出进行了模拟,得到了波形可高速更新的微波信号。本文接着提出了基于啁啾波导布拉格光栅的片上波长-时间映射方案。根据波导布拉格光栅的工作原理,分析了光栅的结构参数对布拉格波长、带宽、延时的影响,设计了两种具有不同色散量的啁啾光栅,并利用切趾技术对其反射谱和延时特性进行了优化。我们提出采用螺旋波导结构,以进一步减小尺寸,降低波导厚度不均匀的影响,并提出利用高速光开关对多个LCWBG进行高速选择的波形发生方案,以实现基于片上SS-WTT方案的波形高速更新。我们对系统输出进行了模拟,实现了频率为37.8GHz和54.4GHz的两种微波突发波形的高速更新。