微波光子学是一门研究利用光学方法产生和处理微波信号的新兴交叉学科。随着现代光电子技术的运用,基于光子学的光生微波和滤波技术在产生和处理高频微波信号方面具有大带宽,可调谐好,不受电磁干扰等优点,并且易于和现有的光通信系统相结合。微波光子技术在未来的高速光通信,雷达信息处理方面显示出了广阔的应用前景。特别的,对于各种新颖的微波光子滤波器的研究和应用在过去的几十年中吸引了人们广泛的研究兴趣。本论文主要在理论和实验上,深入研究了基于光纤环结构和光谱分割技术的新型非相干微波光子滤波器的实现和应用。主要的创新性研究内容可以归纳为以下几点：1)通过理论和实验研究了基于光纤环结构的微波光子滤波器的原理,结构及相关性质。并在此基础上研究了加入光反射镜对于基于光纤环微波光子滤波器的滤波特性的增强作用。2)将光纤环微波光子滤波器与外调制技术相结合,实现了基于全光技术的微波信号倍频技术。利用大信号驱动马赫曾德尔光电调制器,利用其非线性效应产生高阶倍频微波信号,再利用级联的光纤环微波光子滤波器滤除低倍频的谐波信号,得到纯净的倍频微波信号。3)在理论和实验上研究了基于光纤马赫曾德尔干涉仪分割光谱和色散介质的单通带微波光子滤波器及其相关性质。并利用其单通带特性,提出并实现了基于单通带微波光子滤波器的微波信号频率测量方案,实验结果表明该方案在测量微波信号频率时有着较高的精度。4)在基于光谱分割技术的单通带微波光子滤波器的基础上,采用两段光纤延时线,实现了具有双通带响应的微波光子滤波器,并且具有良好的可调谐性。各个通带的中心频率可以通过调整对应的延时光纤的长度来确定。5)采用光谱分割技术,通过并联马赫曾德尔光纤干涉仪分割光谱,实现了具有双通带响应的微波光子滤波器,并且此双通带微波光子滤波器的每个通带中心频率都可以通过调节对应的马赫曾德尔干涉仪上的可调延时线的长度而实现自由调节。