微波光链路(MPL)是利用光纤传输微波信号,与传统的射频链路相比具有带宽大、损耗小、质量轻、抗电磁干扰等优势,但也存在噪声系数较大的问题,从而影响链路的动态范围。建立了直接调制的微波光链路模型,在不考虑频响的情况下推导出链路固有增益和噪声系数的表达式,研究了激光器的转换效率、光纤的损耗和相对强度噪声(RIN)对链路噪声系数的影响。还建立了链路频响的模型,推导出固有增益与频率关系的表达式,分析仿真了频率对链路固有增益和噪声系数的影响,并与实验结果进行了比较。

高输入信号功率时的交调失真是降低星间微波光子链路接收灵敏度的主要因素。考虑输入N路四相相移键控(QPSK)调制信号的情形，建立了强度调制/直接检测（IM/DD）星间微波光子链路模型。利用傅里叶级数展开、傅里叶变换/逆傅里叶变换和Graf加法定理，推导出了接收信号任意谐波和交调分量的解析表达式，在确定三阶交调失真个数的基础上，得到了接收光功率与信号噪声失真比（SNDR）之间的关系。着重分析了不同调制方式下链路接收灵敏度与信道数和调制系数之间的关系。当调制系数较小时，接收灵敏度对信道数变化不敏感。随

多频段多路信号同步调制时，星间微波光子链路性能与单路信号调制时相比有很大不同。基于Ku和Ka频段4路信号同步调制的星间微波光子链路模型，实现了卫星接收射频信号在光域上的放大、传输和分束等处理，利用贝塞尔函数展开分析了输出端非线性失真分量，推导了单边带、双边带和推挽调制方式下输出信号失真比(SDR)和信号噪声失真比(SNDR)。结果表明，非线性失真对单边带调制的影响小于双边带调制；单边带和双边带调制时最优输出SNDR值相同，对应的双边带调制时调制系数小于单边带调制；推挽调制方式时低偏置相位不能优化

考虑到星间微波光子链路传输损耗大且多路微波信号之间交调干扰严重，利用前置光放大来提高链路的信号噪声失真比RSNDR。建立了两路输入前置光放大星间微波光子链路模型，推导出了RSNDR的解析表达式。通过优化马赫曾德尔调制器的直流偏置相移，使得在给定输入射频信号功率条件下RSNDR最大，并进一步分析了前置光放大器参数对最优直流偏置相移和RSNDR的影响。仿真结果表明，前置光放大改变了影响RSNDR的主要因素，使信号放大的倍数大于噪声和三阶交调（IM3）放大的倍数，从而提高了链路的RSNDR。当前置光放

根据星地大容量通信发展需求，研究了基于微波空间光传输技术的星地激光通信链路。在建立星地微波光传输链路模型的基础上，分析了链路光功率衰减、输出微波信号、噪声功率以及在大气湍流信道下系统的误码率。仿真分析了调制器直流偏置电压大小对链路输出信噪比和误码率的影响，结果表明，相对于通常的正交偏置工作点，通过优化控制直流偏置点的位置，可以提高链路输出信噪比和误码率，这种改善程度随着调制系数的减小而增大。该研究为建立星地微波光传输系统提供了有益参考。