微波光子滤波器对微波信号的滤波是在光域内实现的，不需要复杂、昂贵的电光和光电转换，而且与传统的微波滤波器相比，微波光子滤波器具有带宽大、快速可调谐、可重构、低损耗、无电磁干扰和结构简单等优点，因此在ROF(radiooverfiber)系统中具有重要的作用。马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪是微波光子滤波器中的典型结构，用于产生时延和光谱分离。基于M-Z干涉仪的微波光子滤波器可以得到很高的Q值，且有助于复杂结构的微波光子滤波器的设计，而且基于M-Z光纤干涉仪的微波光子滤波器成本低。而光纤布拉格光栅具有良好的滤波性能和波长选择性，能够以灵巧的方式构建具有独特性能的微波光子滤波器。由于在ROF系统中具有重要的作用，所以微波光子滤波器成为微波光子学领域内的研究热点之一。　　 本文利用了光纤耦合器的耦合理论，对非相干光在M-Z干涉仪，单耦合器光纤谐振环和双耦合器光纤谐振环中的传输特性进行了理论研究，以切比雪夫微波光子滤波器为例，给出了微波光子滤波器的具体设计过程，并进行了计算机仿真验证，所得结果与所要设计的微波光子滤波器相符合，这一算法对设计其他类型结构的微波光子滤波器具有很好的参考价值。研究了级联微环辅助M-Z型带通巴特沃斯光学滤波器的设计过程，并对其进行了仿真分析。最后研究了基于光纤光栅的微波光子滤波器的设计，给出了级联两个光纤光栅的微波光子滤波器的模型，并对其进行了仿真分析。本论文的主要内容分为以下五个方面。　　 第一，研究了微波光子学的背景、发展和应用前景，从微波光子学引出了微波光子滤波器的重要应用领域——ROF系统，并对ROF系统做了较为详细的研究。　　 第二，研究了微波光子滤波器的基本理论——电磁理论和耦合理论，研究了微波光子滤波器的国内外研究现状及微波光子滤波器的应用。　　 第三，给出了微波光子滤波器的滤波原理，对非相干光在M-Z干涉仪，单耦合器光纤谐振环和双耦合器光纤谐振环中的传输特性进行了理论研究，并以此基本单元为基础，给出了级联一臂附有光纤环的M-Z干涉仪的微波光子滤波器的设计过程，对其进行了仿真分析，并讨论了耦合系数和基准环长对其滤波性能的影响。　　 第四，基于相干光耦合理论分别对光波在M-Z干涉仪、单耦合器光纤谐振环和双耦合器光纤谐振环中的传输特性进行了理论分析，讨论了耦合器的各个参量对它们的输出特性的影响。研究了级联微环辅助M-Z型带通巴特沃斯光学滤波器的设计过程，对其进行了仿真分析，并讨论了耦合系数和基准微环长度对其滤波性能的影响。　　 第五，描述了光纤布拉格光栅的理论模型，并给出了级联两个光纤布拉格光栅的微波光子滤波器的滤波原理，仿真分析了两个光栅的反射率和两个光栅之间的间距对其频谱的影响。　　 通过理论分析和数值模拟，给出了微波光子滤波器设计的全过程，并分析讨论了光纤干涉仪的耦合系数、环长和光栅的反射率、光栅间距对微波光子滤波器频谱的影响。这对微波光子滤波器的设计算法和优化结构提供了理论依据。