微波源是许多电子系统中的核心部件。在航空、雷达、导航和通信系统等应用领域,对高频谱纯度和低相位噪声的微波源的需求越来越大。而传统的微波源技术,特别是在微波/毫米波频段,相位噪声越来越无法满足系统的要求。而光电振荡器(Optoelectronic Oscillator,OEO)作为一种新型的微波源,能够产生极低相位噪声的微波信号。本文基于OEO的基本原理,实现了一种相位噪声低、边模抑制比高、稳定性好的微波源。本文首先介绍了光电振荡器的国内外研究现状,比较了现有方案的优缺点,并对光电振荡器的基本原理进行了理论分析,包括起振条件、功率谱密度和噪声性能等。结合课题要求,选择了偏振双环结构作为研究对象,并阐明了抑制边模的原理,并针对OEO低噪声的特点,分析比较了两种测量OEO相位噪声的方法。在此基础上,从噪声和实现的角度分析了激光器、光电探测器和光纤等部件参数的影响,同时,完成了激光器驱动和低噪声放大器的设计,并采用锁相环技术,制作腔长控制模块,提高频率稳定性。课题完成了OEO样机并进行了相关测试,包括相位噪声、边模抑制和稳定性等。测试结果表明,样机能产生一个10GHz,功率约为12dBm的高质量信号,边模抑制比大于70dB,单边带相位噪声为-140dBc/Hz@10kHz。同时,利用锁相技术,振荡频率的稳定性得到了很大的改善,在实验室环境连续、稳定工作3小时,漂移小于±4Hz。