随着通信技术的不断发展与进步,人们对于高质量微波信号的需求日益迫切。微波光子学是基于电子学与光学的交叉学科,它主要的研究方向是微波信号的发生,传输以及相应的处理部分。近年来,微波光子学发展势头迅猛,实现了很多常规电学方法无法实现的功能。高纯度、低相位噪声、大调谐范围的微波信号常常在雷达系统,通信系统以及光载射频系统中扮演着重要的角色。如何获得高质量的微波信号成为了目前研究的热点。通过传统的电子学手段产生微波信号,再经过倍频的过程,即可得到高频微波信号,但在此过程中,微波信号的相位噪声会随倍频的过程不断恶化,而且经此方法得到的微波信号,往往难以实现大范围内的调谐,这也就是所谓的“电子瓶颈”。基于微波光子技术,利用光在光纤中传输损耗低,传输带宽大等优点,衍生了一系列产生高频微波的方法,其中,利用光电振荡器方法来产生高频微波信号的优势明显。目前,利用光电振荡器方法来产生的微波信号已经在无线通信,频率测量,光纤传感,雷达等多种系统中得到了广泛的应用。本文首先介绍了微波光子学的产生背景以及其特有的优势,然后对基于微波光子学的方法产生高频信号的多种方法进行了介绍,分析比较每种方法的优势与缺点,接着重点介绍了光电振荡器产生高频微波信号的方法。用光电振荡器来作为信号发生器,能够实现输出信号频谱纯净度高、相位噪声低、调谐范围广的众多优势,并且光电振荡器有着光信号与电信号两种输出模式,在多种系统的应用中有着广阔的前景。本文提出了基于受激布里渊散射效应（Stimulated Brillouin scattering,SBS）与马赫曾德尔干涉仪（Mach-Zehnder interferometer,MZI）滤波的光电振荡器。分析了受激布里渊散射效应与马赫曾德尔干涉仪原理,分析了一种基于马赫曾德尔干涉仪与受激布里渊散射效应的微波光子滤波器原理,给出了滤波器传递函数,在Matlab与Optisystem系统中进行仿真模拟实验,仿真实验结果表明,该结构能够实现滤波功能且在SBS的增益谱两侧能够产生陷波,可用于光电振荡器的设计中。对基于马赫曾德尔干涉仪与受激布里渊散射效应的宽带可调谐光电振荡器进行了边模抑制比、稳定性、分辨率、调谐范围、相位噪声方面的测试,实验结果表明,该光电振荡器在9.4GHz处产生稳定的单模振荡信号,边模抑制比达到了42d B,在10k Hz的偏移度下,相位噪声为-84.05d Bc/Hz,在420s内,系统的频率漂移低于50k Hz,通过调节可调谐激光器的波长得到了从9.25到9.53GHz共280MHz的调谐范围,通过引入独立的泵浦源,实现了9.4到24.9GHz的宽带调谐。该光电振荡器通过引入马赫增德尔干涉仪来协同受激布里渊散射效应进行滤波,使系统能够实现稳定的单模振荡,系统输出的微波信号具有高纯度频谱,超低的相位噪声,频率稳定性高,调谐范围广等优点。并且该系统在集成方面有着巨大的优势,在未来实现光电振荡器商用化的过程中有着巨大的潜力。最后,对光电振荡器目前的发展概况做出了总结,指出了目前该方向亟需解决的困难,同时也阐述了未来光电振荡器的发展方向与研究热点。