随着人们对通信系统的速率和带宽需求日益增加，通信系统将注意力转移到毫米波频段，为了解决毫米波远距离传输的问题，光载无线通信技术(RoF)逐渐成为研究的热点。RoF技术结合了无线通信和光纤通信的优势，具有带宽高、损耗小、系统结构简单且设备维护方便等优势。毫米波光学生成技术是RoF系统的关键技术之一，其中无滤波高倍频毫米波发生器因其良好的系统性能成为研究关注的重点。本文研究和分析了无滤波毫米波光学生成系统以及全双工RoF系统性能，主要工作如下：
　　(1)介绍了RoF系统的基本原理、应用和优势。研究了直接强度调制、外部调制、频率上变频和光外差这四种常见的毫米波光学生成方法。理论分析了外部调制系统中常用的光器件，包括马赫曾德尔调制器(MZM)、光纤光栅、光电探测器等。最后，仿真实现了调制器的三种调制方式：双边带调制、单边带调制和抑制载波双边带调制。
　　(2)提出了三种无滤波的高倍频毫米波发生器方案，无滤波结构降低了系统的复杂度。首先，基于三个平行的MZM结构，其中两个调制器工作在最大传输点，另一个调制器用于抑制光载波，得到八倍频毫米波。其次，基于上述三平行MZM结构，与单个MZM级联，第一级MZM工作在最大传输点，第二级MZM工作在最小传输点，得到十六倍频毫米波。该方案中第一级MZM的消光比对系统性能的影响可以忽略，适当调整移相器和调制器偏压可以有效提高系统的性能。第三，基于偏振复用技术和MZM调制器级联结构，控制调制器偏压和驱动信号相位差，调整偏振控制器和偏振分束/组合器件的主轴角度，得到二十四倍频毫米波。在方案中控制调制深度、调制器偏压和驱动信号相位差在一定偏移范围内，可保持系统良好的性能，并且窄线宽激光器有助于提高系统的性能。上述方案都没有采用光/电滤波器，降低了系统的成本，产生高倍频因子的毫米波，但随着倍频因子的提高，系统的复杂度有所增加。
　　(3)提出了基于偏振复用技术和调制器并联结构的全双工RoF系统。控制调制器工作在最大传输点，设置检偏器和偏振组合器主轴的角度差，在下行链路可以得到八倍频毫米波。在上行链路中复用下行链路分离出的光载波信号调制基带信号，节省了激光源，降低了基站的成本。系统没有采用任何光/电滤波器实现波长重用，且倍频系数高。