随着民用通信中对数据通信和多媒体业务的发展诉求,以及军事应用领域对高速、宽带、大容量和一体化综合信息处理的需求,综合了微波精细灵活和光波宽带低损优势的微波光子技术克服了传统微波链路中带宽受限的电子瓶颈,为未来需求提供了技术支撑。军民通信向超宽带、多射频载波、高性能的发展趋势,不断地推动着射频光链路向多操作频段、大动态范围、高链路性能等方面开展研究。而当前的线性化射频光链路中面临的技术挑战有:一、前端载波频率调谐范围受限导致链路性能均一性差;二、接收端多源非线性失真导致链路动态范围小;三、系统功能结构单一导致整体链路性能低。本文从微波光波的线性转换机理出发,力求设计实现能够工作于超宽带、多载波环境下的高性能射频光链路,重点在线性化带宽调谐、多源非线性失真补偿和综合链路性能提升三个方面开展了创新性研究。针对前端线性化带宽调谐,研究并设计了一种基于基带信号畸变信息提取,并对射频信号进行交调抑制的前馈模拟线性化方案,在输入射频载波宽带调谐范围内仍能够保持自适应大动态范围。失真补偿信息通过基带接收机从工作在低偏置点的MZM中提取,并用于再次调制光载射频信号,使得新生成的失真边带与之前三阶交调失真(IMD3)幅度相同、相位相反,从而实现IMD3的消除。实验测试了 4-12 GHz宽带的频率范围内链路的性能,基频与IMD3边带的功率比保持在60dB,无杂散动态范围(SFDR)保持在125dB@1Hz,在宽带调谐范围内实现了均一的性能。针对宽带、多载波环境下连续光链路中接收端的多源非线性失真,研究并设计了一种数字非线性补偿方案,同时实现了对光链路中IMD3和载波间互调失真(XMD)补偿。该方案中的非线性补偿信息直接从接收信号的基带提取,避免了额外构建光路方案中补偿信号与失真信号的同步问题。所需的补偿系数取决于调制器工作点状态及输出截断点信息。方案简单且易于实现,并具有普适性。实验实现了 XMD边带抑制33 dB,IMD3边带抑制25 dB,同时链路系统的SFDR提升了 22 dB。针对链路整体性能提升,提出通过利用射频辅助器件与光链路级联来优化链路性能,同时对所衍生的非线性失真通过两个级联调制器偏置点控制,实现了对来自MZM和射频放大器的XMD非线性补偿。实验实现了对互调失真(来自于调制器和放大器)33 dB的抑制,链路增益和噪声系数分别为23.5 dB和16 dB。既充分发挥了低噪放级联光链路的优势,获得了高增益、低噪声系数,同时又消除了级联系统中的非线性失真,最终实现了能够工作于超宽带、多载波环境下的高性能射频光链路系统。进一步地,针对宽带、多载波环境下光采样链路中接收端的频率折叠多源非线性失真,研究并设计了一种数字线性化方案。利用光子带通采样链路与数字基带链路相等价的关系,并借鉴传统数字基带线性化链路中再生失真和相减算法,实现了对所有频率折叠的三阶失真33 dB的补偿,将光采样链路的SFDR从109dB@1Hz提升到了 117dB@1Hz。然后,探究了光采样链路因饱和探测器所导致的幅度调制相位失真转换(AM-PM)二次谐波相位变化。不同于幅度相关的失真,转换的二次谐波具有π/2的相位差。