随着无线通信用户对信息传输速率要求的提高,现有频段已经逐渐不能满足传输数据的要求,高达数十GHz传输频段(毫米波频段)的利用成为新要求。但是,由于毫米波信号无法实现长距离传输,将光纤通信和无线通信相结合的Radio over Fiber(ROF)技术被提出,微波副载波信号的光学生成方法是该技术的核心之一。用来生成微波信号的光学方法有很多,光外差法是其中一种方法。本文就光外差产生微波(毫米波)信号的系统展开了一系列的研究。文章介绍了光外差产生微波(毫米波)信号的原理,通过利用两个光信号之间频率差来产生微波信号。采用不同的光源个数时,构建系统的器件及原理会有一定差异。使用单光源,主要是利用光学滤波器来选取调制后的光波,滤出所需频率差对应的两个信号,将这两个信号差频;使用双光源,是直接利用两个光源之间的频率差,在光电探测器上差频,产生所需的微波信号。采用光源个数不同则选择的激光器不同,所以比较了两种常用的激光器。由于受到光学器件等因素的限制,产生的微波(毫米波)信号将根据输出激光特性的变化而变化。本文推导了激光器偏振状态变化、光信号初相位差变化、激光器强度差变化、激光器相对强度噪声等因素变化时,产生的微波信号变化的公式,利用MATLAB软件对公式推导的结果进行了仿真验证。研究了激光光谱宽度、激光器相位噪声对产生微波信号特性的影响,并模拟仿真验证推导结论。同时,说明若用于ROF系统,应考虑光纤色散的影响。为了降低系统噪声,产生特性较好的微波信号,对光外差系统做了一些改进。本文改进了探测方式,引入平衡探测技术用于“光生微波”系统,并对传统的光外差系统做了一些改进。最终采用结合平衡探测与改进后的光外差注入的技术来产生微波(毫米波)信号。建立了采用平衡探测接收端的等效噪声模型,推导了微波(毫米波)信号的信噪比公式。通过计算证明平衡探测能有效抑制激光器引起的过剩强度噪声,提高系统的信噪比,并利用OPTISYSTEM软件,搭建仿真系统进行验证。采用优化后的光外差注入系统,降低了激光器频漂产生的影响。通过主激光器注入从激光器,将从激光器锁定在主激光器的边带上,主从激光器间的频率差为微波(毫米波)信号频率。利用OPTISYSTEM软件搭建系统仿真平台,对改进后的光外差注入系统进行模拟仿真,仿真结果证明该系统产生的微波信号特性得到了较好的改善。然后将平衡探测与改进后的光外差注入相结合,说明结合的系统能抑制一些噪声,提高微波(毫米波)信号的信噪比。同时,利用OPTISYSTEM软件搭建系统仿真平台,对结合后的系统进行仿真验证,仿真结果表明产生的微波(毫米波)信号的特性得到了提高。