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微波光子滤波器(microwave photonic filter, MPF)在带宽和灵活性方面具有传统滤波器难以比拟的优势,因此在无线通信网络、传感检测、雷达等多个方面有巨大的应用潜力。MPF的功能与传统微波滤波器类似,所不同的是它先将电信号转到光域上,然后使用光学手段对信号进行滤波,最后再通过光电转化输出实现了滤波功能的电信号。这么做充分利用了光纤对不同频率射频信号响应平坦的优良性能,有利于实现滤波器通带频率大范围可调和通带谱形的重构。因此深入开展新型MPF的相关理论与关键技术研究具有重要意义。本论文主要对新型MPF技术进行了研究。首先介绍了MPF的背景知识和工作原理。以此为基础,提出了三种频率可调谐、频谱可重构的MPF,并对其进行了理论推导和实验证明。最后,在深入研究频率可调谐MPF的基础上,我们将其应用于光电振荡器(optoelectronic oscillator, OEO)中,提出了一种基于复合MPF的宽带可调谐OEO。论文的工作和创新具体如下：1.提出了一种基于级联光纤马赫曾德尔干涉仪(MZI)结构的正系数MPF方案。通过调节可调光纤延迟(VDL)和可变光耦合器,可以实现对滤波器通带中心频率、3-dB带宽和旁瓣抑制等关键指标的控制,使得该MPF应用上具有较高的灵活性。2.为解决正系数MPF在频率调谐时会引起滤波器通带性能劣化的缺陷,提出了一种基于双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM)的复系数可调谐MPF。其基本原理是将抑制载波单边带(CS-SSB)信号和相位可控光载波相干相加,构造出微波光子移相器,然后把移相器整合到传统的“多路光载波加色散”方案中实现复系数的频率调谐。该方案具有能宽带工作、频谱大范围调谐的优良性能。3.为解决传统结构MPF频谱的周期性问题,提出了一种基于高通(high-pass)滤波器频谱相减技术引起的单通带(single pass)复合MPF。其基本原理是利用相位调制信号的特殊性质,将由不同波长激光器、相位调制器PM和可调光滤波器(TOF)形成的两个高通滤波器的传输函数相减,得到一个带通(band-pass)的复合MPF。该方案理论上具有几十GHz,甚至上百GHz的通带频率连续可调能力。4.在深入研究频率可调谐MPF的基础上,提出了一种基于频谱相减技术引起的复合MPF的可调谐OEO。利用之前提出的单通带复合MPF作为OEO振荡模式的选频器件,在OEO环路闭环后,通过调节TOF的带宽,就能实现频率可调谐的单模振荡信号输出。