由于通信技术的蓬勃发展,通信频段越来越匮乏,所以提高频谱利用率是一个必然的选择。对此,研究学者们提出矢量信号生成理论。传统电子器件有着固有缺陷,在电域生成的矢量信号带宽较小,频率调谐性差,且无法在复杂的电磁环境下传输,严重限制了通信速率的提高。因此,融合了光子学和微波技术优点的微波光子学成为解决问题的新方向,它打破了传统电器件的缺陷对系统性能的负面影响,具有:信号带宽极大、载频极高、传输损耗低、所占空间小等优点,完美的解决了在电子系统中遇到的问题。本文以微波光子学为基础,主要研究在光域处理矢量信号的相关技术,工作如下:1.研究了一种基于双偏振二进制相移键控（DP-BPSK）调制器的矢量信号生成方案,对该方案的器件和原理进行了介绍,对数学公式进行了详细推导,最后进行了仿真验证和结果分析,实现了调制格式灵活可变的高质量矢量信号的生成,生成的信号（例如QPSK信号、16QAM信号）误差矢量幅度均小于5%左右,且验证了方案有着很好地频率调谐性和稳定性,当载频由10GHz变化到60GHz时,生成矢量信号的误差矢量幅度基本保持不变,处于3.7%至3.9%之间。该方案的优势在于结构内不含滤波器,频率可调谐范围大。2.研究了一种基于双平行正交相移键控（DP-QPSK）调制器的矢量信号生成方案,对该方案的器件和原理进行了介绍,随后利用光仿真软件检验了方法可行性,实现了调制格式灵活可变的高质量矢量信号的生成,生成的信号误差矢量幅度均在5%左右,同时验证了在接收光功率灵活变动的情况下同样可以生成质量良好的矢量信号,最后验证了该系统有着良好的频率调谐性和稳定性。当生成载频10GHz变化到60GHz时,生成矢量信号的误差矢量幅度基本保持不变,浮动区间在1%及以下。该方案的优势在于可以生成倍频的矢量信号,且无需调节偏振控制器（PC）和起偏器（Pol）实现载波对消。3.研究了一种基于DP-QPSK调制器的矢量信号解调方案,对其器件和原理进行了介绍,随后利用光仿真软件检验了方法可行性,实现了调制格式灵活可变的的射频矢量信号高质量解调,解调出的信号误差矢量幅度均在3%左右。并且验证了该方案的频率可调谐性和射频信号功率可变性,接收信号功率在0dBm至22dBm功率范围内变化时解调信号的误差矢量幅度在2%左右且稳定。该方案的优势在于结构紧凑简单,大大降低了对电本振的频率需求,频率可调谐范围大等。