本世纪以来,分布式测量技术的迅速发展,被称为测量技术的一次变革。将同一个高精度射频参考高稳定地分配给各个测量装置,实现各测量点之间的同步是分布式测量的核心技术。而利用光纤的低损耗、高带宽、抗电磁干扰等特性,实现频率参考信号的高稳定分配,成为该技术领域的研究热点。但是光纤的传输延时容易受到外界压力、温度变化等环境因素的干扰而发生变化,导致传输后的信号相位不稳定（或频率稳定度恶化）,该问题成为利用光纤进行高稳定频率参考分配面临的主要挑战。本论文针对这一问题开展光纤稳相传输技术研究,针对传输中光载微波信号的相位误差检测与控制等关键问题提出了创新性的解决方法,实现了面向不同应用需求的微波信号远距离稳相分配,进一步理论分析了系统的噪声演化过程,提出了系统优化方案。本论文相关的研究工作及创新点主要体现在以下方面:1.提出了基于光频梳相位调控的毫米波信号光纤稳相分配方法本文提出了一种基于光频梳相位调控的毫米波光纤传输方案,通过采用毫米波压控振荡器对光频梳进行预滤波和再调制,实现了光频梳梳齿间相位的调控,从而达到控制光载毫米波信号相位的目的。这一方案的优点在于:相位调控过程中承载毫米波信号的光载波始终处于同一光纤中,避免了非相干相位噪声的引入,大幅提升了系统的性能和长期稳定性。基于上述方法,实现了100.02 GHz毫米波信号160 km光纤传输,在10000 s时间平均下,传输后信号的艾伦方差（即频率稳定性）达到4.1×10-17。与本课题组之前采用的基于声光频移的光纤稳相传输方案相比,本方案在长距离传输方面,表现出更优的相位稳定特性。2.提出了基于光频梳双外差混频的多频微波信号光纤稳相分配方法在多频段分布式微波测量系统中,需要实现高稳定多频微波信号的分配,而传统传输单频微波信号的方式难以支持相关应用。针对多频微波信号稳相分配的应用需求,本文提出了基于光频梳双外差混频的多频微波信号光纤稳相传输方法,采用光频梳承载多频微波信号,通过信号光频率梳和参考光频率梳之间的双外差混频,获得了多频微波信号的相位抖动信息,然后反馈控制信号光频梳的重复频率或梳齿间相位,实现多频微波信号的相位补偿。基于上述方法,实现了频率间隔10.015 GHz光载多频微波信号的100 km光纤传输。在远端通过光电转换,可以获得10.015 GHz整数倍频率的微波信号,经测量10.015 GHz信号的频率稳定度在10000 s平均时间下可以达到1.4×10-16。3.理论分析了多频信号光纤稳相传输系统并提出优化设计建立了多频微波光纤传输系统的理论仿真模型,对传输系统性能、噪声来源和演变过程进行了分析。仿真分析了,相位抖动检测信号的频率及系统中锁相环的分频比对传输系统稳定性的影响。研究结果表明,采用频率间隔更大的高阶谐波信号进行相位误差检测以及降低锁相环分频比可以有效提高传输系统的稳定度。基于上述的理论结果,对多频信号分配系统进行了方案优化,通过采用更高频率信号进行相位检测和采用更低的系统分频比,降低传输系统噪声。在优化的结构中,采用十次谐波信号进行双外差混频鉴相,将鉴相信号的频率从10 GHz提高至100 GHz。同时降低锁相环分频比,进一步降低系统底噪。仿真计算表明:优化后的系统在锁相环路带宽内相位噪声降低20 d B左右,艾伦方差在10000 s时间平均处降低至7.5×10-18,较原系统,优化后的系统稳定度存在一个量级以上的提升。