未来雷达系统逐步向多功能、多频段、大带宽和小型化方向发展。传统电子雷达系统受到电子元器件工作带宽、工作频率范围等因素限制,难以满足未来雷达系统发展需求。微波光子技术是信息技术领域的一项潜在变革性技术,具有大带宽、宽频调谐范围、低损耗、体积小、重量轻、抗电磁干扰等优势。对雷达系统而言,利用微波光子技术能够有效地克服电子技术瓶颈,提高雷达的技术性能,推动雷达向高频段、大带宽和多功能的方向发展,因此研究微波光子雷达系统关键技术具有重要意义。本论文针对未来雷达系统多功能、高频段、大带宽和小型化的发展需求,研究微波光子脉冲压缩信号产生及下变频处理关键技术,以提高雷达的探测能力。论文具体完成的工作如下:1.提出了一种可重构的相位编码信号发生器,并进行了理论分析和实验论证。该方案主要包括一个激光器、一个调制器和一个光电探测器,结构简单。该方案不需要使用滤波器,可以生成一倍频和二倍频的相位编码信号,系统可重构性高、频率调谐范围大。实验中分别采用两种方法产生相同频率的相位编码信号,结果显示,两种方法产生的相位编码信号波形质量近似,频谱均比较纯净。脉冲压缩后得到脉冲压缩比可达123,接近理想值127。峰值旁瓣比可达9.3d B,这对于雷达探测弱脉冲具有实际意义。2.提出了一种基于双偏振正交相移键控（DP-QPSK）调制器的全光双波段双啁啾线性频率调制（LFM）信号发生器,该发生器具有灵活的频率选择性和高重配置性。该LFM信号发生器不仅可以产生双波段的双啁啾LFM波形,当改变PC引入不同相移时,还可以从生成的双波段信号中独立地选择其中任意一个频段的信号,不需要使用任何滤波器。另外,当改变输入调制器的低频LFM信号的中心频率时,该方法还可以产生多波段单啁啾LFM波形,系统具有良好的可重构性。该方案采用全光操作,系统工作带宽大,频率调谐范围大。实验结果表明,该方案具有灵活的频率选择性和可重构性。所生成的双啁啾LFM信号具有良好的PSR和PCR值,适用于分布式雷达和多功能雷达系统中。3.提出了一种基于偏振控制的多功能下变频处理方案,该方案采用双偏振马赫增德尔调制器（Dpol-MZM）,其中一个子调制器中的两个射频端口被两个代表不同功能的射频信号驱动。另一个子调制器由LO信号驱动,产生±1阶边带。两个子调制器输出的调制信号的偏振态相互正交。偏振合束后,线偏振光进入平衡探测器进行光电转换,通过调节PC在两个偏振态之间引入的相位差,可以独立灵活地选择任一功能的下变频信号,且二者互不干扰,该系统具有灵活的频率选择特性。该方案不需要使用滤波器,系统频率调谐范围大。另外,调制器的偏置电压可以使用商业偏压控制器自动控制,稳定性高。实验结果表明,对于单音信号,两种功能的通道抑制比大于36 d B,对于宽带信号而言,通道抑制比大于25 d B。该多功能下变频系统在一体化雷达系统中具有潜在的应用价值。4.提出了一种可同时抗色散传输和抑制镜像干扰的微波光谐波下变频方案。RF信号和LO信号分别在DP-QPSK调制器的两臂进行载波抑制单边带调制（CS-SSB）和次谐波单边带（SH-SSB）调制。基于CS-SSB和SH-SSB调制方式的信号不受光纤色散影响,适合应用于光纤拉远场景。LO信号的频率倍频,降低了对LO源的要求。利用微波光子移相技术构建哈特莱结构,从而实现对镜像信号的抑制。实验结果显示,该下变频器对单音信号的镜像抑制比可达50 d B,对宽带信号的镜像抑制比可达33 d B。该微波光谐波下变频器在光载射频（Ro F）系统和远程雷达系统中具有较大的应用潜力。5.提出了一种基于可同时抑制周期性功率衰落的下变频链路线性优化方案。众所周知,光纤色散导致信号的幅度-频率响应呈周期性衰落的变化趋势。基于这一特点,方案利用IF和IMD3信号受光纤色散影响有不同的功率变化趋势这一事实,通过对光边带引入额外的相移来优化链路,使IMD3项的功率落在传输响应曲线的最大功率衰落点处,而IF信号的功率则落在最小功率衰落点附近,达到抑制IMD3同时补偿色散引起的周期性功率衰落的目的。实验结果表明,对于25km的光纤传输链路,SFDR可提高15.5d B以上。该方案不需要偏压控制,系统具有鲁棒性。另外,该方案不需要进行数字处理,系统具有较大的处理带宽。方案不使用滤波器和频率相关的电器件,系统具有大的频率调谐范围。以上这些优势,使得该方案在天线远程接收机系统中具有潜在的应用价值。