急速增长的网络带宽需求和更加便利的接入条件是光载无线技术研究和应用的两个重要推动力,光载无线技术通过在光纤中传输射频信号,利用光纤的巨大带宽,发挥无线通信灵活方便的优势。阵列天线的出现对传统电子学系统提出了挑战,而在阵列天线前端引入光子技术是解决这一挑战的关键途径。结合光学技术的阵列天线,能够显著提高带宽、信噪比和灵巧性等性能,也为后续信号处理的光学实现奠定了基础,在ROF系统中有着很高的应用价值。应用于天线前端的微波光子技术包括光控微波波束形成网络以及光子移相器等。光控波束形成网络利用光控实时时延器件以馈线网络分布结构对多信道微波信号进行移相、功率分配等处理,实现对微波信号空间分布的控制,克服宽带微波信号下传统相移技术引起的波束偏斜问题。此外,在光载无线通信系统中,由于高速数据被承载在毫米波上,会引起多径衰落和交叉干扰,通过在基站控制天线阵列中每一单元的相位变化可以有效解决这一问题。因此设计高性能的射频移相器实时控制射频信号的相位变化显得尤为重要。在光域对射频信号进行相位控制,设计光子射频移相器是非常有吸引力的方案。在研究了以上技术的基础上,本论文提出了一种基于光学四波混频技术的方向回溯天线阵。这种类型的天线阵能够在不使用移相器的情况下自动追踪移动终端,相对于需要相位检测和控制的相控阵天线而言具有很大优势。现有的方向回溯天线阵的自动追踪功能是基于相位共轭混频电路实现的。现提出一种新的基于四波混频技术的相位共轭的实现方法,以解决原有方法在射频电路在设计和结构上出现的问题。最后分析了半导体光放大器(SOA)的工作原理并设计合适的参数以确保产生的相位共轭射频信号强度能够满足发射天线阵正常工作的要求。本文的主要内容及创新工作如下。(?)阐述了微波光子学的研究进展及光载无线通信系统的工作原理(?)介绍目前微波光子技术在天线前端的应用：光控波束形成网络以及微波光子移相器的工作原理,应用范围以及具体实现上的优缺点(?)回顾基于相位共轭技术的方向回溯天线工作原理,对基于相位共轭技术的设计方案会遇到的高频区工作混频器制作困难、射频共轭信号泄露以及馈电网络电磁辐射等问题进行分析(?)对本论文中提出的新方案中相关的一些重要背景知识理论进行了阐述,包括基于外插混频的相位共轭技术方案、半导体光放大器(SOA)四波混频效应相位共轭光的产生等等(?)提出一种利用光学四波混频的方法实现相位共轭的新型结构,分析方案实现的可行性,使用OptiSystem进行系统仿真。