在当代信息传输技术中,光纤以其带宽大、传输损耗小、抗电磁干扰等优点,广泛应用在国防、航天、通讯、天文观测等领域。利用光纤进行高频段微波信号的传输,已经成为微波信号传输的主要技术手段。由于光纤极易受到外部环境,如温度、应力等因素的影响,在信号长距离光纤传输条件下,该作用随着传输距离而累积,导致内部传输的微波信号的相位产生抖动,使接收信号质量劣化。因此,对光纤中微波信号相位的检测与链路相位稳定技术的研究至关重要,也成为近年来高精度时频传输系统和天文观测领域的重点研究方向。为了对已有光纤传输链路中微波信号的相位波动进行检测与补偿,本文首先对近十年来微波信号光纤稳相传输系统的设计方案进行了分析与比较,通过进行参数与系统结构的对比,提出了已有稳相系统具有方案复杂、技术难度大、适用范围窄等问题;探讨了造成光纤传输链路中微波信号相位波动的因素;通过结合实际应用场景,保留原始光纤通信链路的结构与参数,设计了可嵌入式、具有“在线透明”特点的模块化相位检测与稳相系统;详细介绍了稳相系统的闭环控制原理与相位检测和补偿技术的实现方案;测试了各个模块的实际性能,最终搭建了3GHz微波信号光纤稳相传输链路,实现了对原始光纤传输系统中信号无干扰的相位检测与补偿技术,补偿了原传输系统中微波信号的延迟波动。利用传统电子技术与高精度延迟控制技术,实现了高精度微波信号相位差检测与光纤链路稳相功能。本文对多普勒环路的设计方案进行改进,通过本地信号与远端反射信号的相位差检测,利用获得的相位电压信号控制高精度光程补偿模块,采用比例-积分-微分算法实现环路相位差检测与闭环控制。首次将相位检测与控制实现模块化设计,并嵌入到已有光纤传输链路中,实现了“在线透明”的稳相方案。最终得到了微波信号光纤传输链路中,延迟波动14ps范围内的有效补偿,补偿精度达±1ps。