光载射频（Radio-Over-Fiber, ROF）是将微波光子技术与无线通信技术相结合产生的新型通信方式，它融合了光纤通信高带宽以及无线通信的移动性，实现了微波信号的光传输和光处理。本文主要研究了微波光子链路的线性优化技术以及微波光子变频技术。本文首先介绍基于马赫-曾德尔调制器外调制的微波光子链路系统主要调制方式，包括双边带调制DSB，单边带调制SSB，抑制载波双边带调制OCS。详细分析了微波光子链路的主要性能参数，如链路增益，噪声系数、转换损耗以及动态范围等。通过理论分析设置调制器直流偏置点实现微波光子传输链路线性优化的方法，并用仿真验证可行性。然后介绍了基于级联强度调制器的微波光子变频技术，通过设置两个调制器合适的工作点，选择本振信号调制指数和加入EDFA提高系统性能：系统增益达到-22.6dB，噪声系数44.3dB，无杂散动态范围（SFDR）达到100dB/Hz2/3，杂散抑制比高于54dB。最后研究了基于双平行马赫-曾德尔调制器（DPMZM）的本振二倍频变频方案：本振信号的频率降低至原来所需要的二分之一，通过抑制载波提高了系统的增益，系统增益达到-14.5dB，噪声系数为37.6dB，动态范围为-103.6dB/Hz2/3。基于理论分析，我们搭建了微波光子链路，基于级联强度调制器的光变频链路和基于DPMZM的本振二倍频变频链路。本论文在理论分析，仿真验证和实验平台搭建方面具有一定的借鉴意义，尤其基于分立元器件实现微波光子变频系统的研究为今后相关方面的研究提供了宝贵的经验。