优质的微波信号源是微波系统应用的重要基础,而微波信号的品质和相位噪声的高低直接决定了微波系统的工作性能。传统的电微波信号源具有体积大、成本高、信号幅频特性较差和相位噪声高等缺点。而光电振荡器（Optoelectronic Oscillator,OEO）作为一种新型微波源,可以产生频率从几百k Hz到几百GHz、高品质因数、低相位噪声的微波信号,还可同时实现光、电两种信号的输出,在卫星导航与定位、雷达、电子对抗、微波测量与通信等领域具有很高的应用价值。虽然光电振荡器可以产生高品质的微波信号,但在某些应用领域中,还要求微波频率的可调谐,例如测量某些信号的多普勒频移,而对频率精细可调谐的研究却较少。在雷达系统应用中,频率的高精度可调谐可以提高雷达的探测性能,而信号源的高频率分辨率有助于提高卫星导航与定位的精度和微波测量仪器的测量完整性。因此,本文主要针对光电振荡器输出频率的高精度可调谐展开研究,主要的研究内容如下:（1）对光电振荡器基本结构进行简单介绍;详细分析了光电振荡器可以实现起振的阈值条件和相位条件,并对振荡信号的频谱特性、可调谐特性及相位噪声特性进行了分析,得到相位噪声与振荡频率无关,只与频偏有关的结论。（2）利用光波导环形谐振腔的滤波效果构建了光电振荡器系统,而不是长光纤延迟线,来实现光电振荡器的单模输出。首先建立了基于光波导环形谐振腔光电振荡器的Simulink仿真模型,验证了所设计系统的可行性。由于基于光波导环形谐振腔光电振荡器是在最小环路光电振荡器的基础上引入了光波导环形谐振腔,因此,在实验上通过对比基于最小环路的光电振荡器和基于光波导环形谐振腔光电振荡器的振荡谱,来验证光波导环形谐振腔在光电振荡器系统中的滤波效果。基于最小环路光电振荡器的模式间隔为40.32 MHz,基于光波导环形谐振腔的光电振荡器的模式间隔为2.12 GHz,其振荡谱的范围为2.12 GHz–19.233 GHz（频谱分析仪的Span设置为20 GHz）,另外,光波导环形谐振腔的自由谱宽为2.169 GHz,可见光波导环形谐振腔在光电振荡器系统中起到了滤波效果。之后对基于最小环路和基于光波导环形谐振腔的光电振荡器的振荡信号的边模抑制比和相位噪声进行了测试对比分析,基于最小环路的光电振荡器振荡谱的边模抑制比为39.472 d B,在频偏为10 k Hz处的相位噪声为-87.9 d Bc/Hz;基于光波导环形谐振腔的光电振荡器的边模抑制比为58.881 d B,在频偏为10 k Hz处的相位噪声为-100.54d Bc/Hz,通过对比得到基于光波导环形谐振腔的光电振荡器更易获得更纯净的微波信号。并对不同振荡频率处的相位噪声进行了测试分析,从实验上验证了相位噪声与振荡频率无关,只与频偏有关的结论。（3）由于将激光器频率锁定在光波导环形谐振腔谐振频率时,光电振荡器可以实现稳定的起振。所以利用将激光器频率锁定在光波导环形谐振腔谐振谱的不同位置,来反馈控制激光器频率,使激光器频率发生变化,从而使光电振荡器输出信号实现高精度可调谐输出,最终实现调谐步长为20 k Hz高精度调谐输出。随后针对在不同锁频位置处,振荡信号在2 GHz处的相位噪声进行分析,得到相位噪声并不会随着锁频参数的改变而改变,而振荡频率随着锁频参数的改变而发生偏移。本文的创新之处:（1）提出了利用光波导环形谐振腔的滤波效果来构建OEO环路,可以使OEO实现单模输出,降低了对滤波器带宽的要求。另外,在我们的环路中由于光波导环形谐振腔构成了微波滤波器,没有在额外引入电滤波器,降低了器件噪声对OEO输出信号的影响。（2）基于光波将激光器频率锁定在光波导环形谐振腔谐振谱的不同位置时,解调曲线的幅值会发生变化,以此来反馈控制激光器频率的变化,从而使导环形谐振腔光电振荡器的输出实现高精度调谐,同时也没有额外添加任何光电器件,也不会因此改变光电振荡器的稳定性和相位噪声性能。（3）使用光波导环形谐振腔代替OEO系统中的长光纤不仅增加了光的延时时间,还由于光波导环形谐振腔的小尺寸,使OEO真正小型化和实用化。