目前,微波信号广泛运用于生产生活中的各个领域,其中航空、航天、军事雷达等领域都需要高质量的微波信号,使得微波信号源成为微波系统中的核心部件,它是整个微波系统性能好坏的决定因素之一。但传统微波源不能很好的平衡高质量与高频率之间的问题,因此吸引了大量国内外研究者研究新型微波源。近年来,由于光电器件性能与制作工艺的蓬勃发展,产生了多种光子微波信号产生技术。本文的主要内容就是通过对现有的光电振荡器(Optoelectronic Oscillator,OEO)进行优化、改进、拓展以获得高频率、低相位噪声的微波信号。本文中我们介绍了OEO的发展现状、结构,并对其进行了详细的理论分析。针对光电振荡器目前存在的问题——高Q值与边模抑制之间的矛盾,本文提出了一种光场往返调制的光域双环路光电振荡器。系统中光信号往返两次通过马赫-曾德尔调制器后再进行反馈调制,使得环路中的光纤延时利用率得到加倍,同时构成两个不同环长的光学环路,进行边模抑制。通过实验,获得了边模抑制比为48.33dB,在频偏10kHz时的单边带相位噪声为-97.35dBc/Hz的微波信号。该结构无需增加有源器件,降低了系统中光纤的使用量,简化了实验的控制参数。信号在两个环路中循环时相向传输,进而消除了随机干涉和拍噪声引入。此外,为了提高成本效益,我们还提出了一种多频率光电振荡器。通过在光域双环路光电振荡器结构中简单增加平行滤波支路就能建立多个独立振荡,实现多频率输出。实验验证了频率为20GHz和9GHz的双频光电振荡器,测得信号的边模抑制比超过65dB。在频偏10kHz时,20GHz和9GHz信号的单边带相位噪声分别为-108dBc/Hz和-113dBc/Hz。该结构不会引入其他的噪声且两个信号之间不会出现相互干扰现象。基于OEO的微波信号发生器结构简单,性能良好,其应用范围十分广阔。