微波光子技术是微波技术与光子技术交叉融合而发展起来的新技术,具有带宽大、损耗低、抗电磁干扰能力强等优势,在射频信号的产生、处理、传输等领域具有广阔的应用前景。集成微波光子信号处理是微波光子技术的重要发展方向之一。本论文研究了集成波导微环的微波光子滤波与延时特性,开展了其在光控波束形成网络与全双工通信射频干扰消除系统中的应用研究。论文的主要工作如下:对集成波导微环的滤波和延时响应特性进行了理论分析和仿真研究。在此基础上,面向Ka波段(30GHz)光控相控阵天线应用,利用波导微环在反谐振处的低损耗、大带宽特性,设计了四阵元子阵光延时网络结构。该光延时网络采用相位调制将射频信号从电域转换至光域,在光域内进行延时与滤波处理,然后经过平衡探测输出射频信号至天线发射单元,实现波束扫描功能。光域信号处理采用了基于微环的光延时与滤波处理单元。建立了集成波导光延时网络系统模型,对各个功能单元的结构参数进行了仿真分析和优化设计。单个路径的延时可调谐范围为0-24.9ps,在延时波动允许范围内各延时通道的带宽均大于4GHz,实现了±30°的波束扫描。设计了双环辅助马赫-曾德干涉结构滤波器用于相位调制光载微波信号的滤波处理,滤波器的阻带抑制度为25dB、通带带宽为19.16GHz、边沿陡峭度为23.9dB/GHz。对该光延时网络链路的增益与噪声系数进行了理论分析和仿真研究,评估了光延时网络在实际应用中的性能。针对同时同频全双工通信系统存在的射频自干扰问题,在课题组前期分立光电器件自干扰消除系统研究工作的基础上,设计了光子集成射频自干扰消除功能芯片,其中的延时与滤波处理采用了集成波导微环结构。延时单元采用双环级联微环结构,优化设计得到延时范围为0-10ps的光延时线,其30GHz带宽内的延时抖动小于0.1ps。滤波单元采用三个微环辅助马赫-曾德干涉结构滤波器,通过优化结构参数得到滤波响应为:阻带抑制度为36.5dB、通带带宽为60.6GHz、边沿陡峭度为9.2dB/GHz。在此基础上完成了光子集成射频自干扰消除功能芯片流片版图。建立了光子集成芯片射频自干扰消除系统的理论模型,分别对单频点、宽带射频信号条件下的射频自干扰消除效果进行了仿真分析,结果表明在延时、幅度均匹配的情况下,系统的抑制度可达到-45.3dB。最后对集成芯片中的光延时线及衰减器对系统抑制性能的影响作出了分析。