光载无线电(Radio over Fiber,RoF)技术是一种融合了光纤通信和无信通信的新兴通信技术。它在具备光纤通信高带宽、抗电磁干扰、传输距离长等优势的同时也包含无线通信成本低、移动性好的特点。该技术用光纤作为传输媒介,成本低廉且系统结构简单,能够满足5G通信时代人们对通信带宽和速率的需求。RoF系统产生的毫米波质量直接影响整个系统的性能,是目前该领域的研究热点。本文基于现有研究成果,对RoF系统中毫米波的产生技术进行研究分析,将偏振控制与外部调制相结合对系统进行结构优化,主要研究内容如下:介绍RoF技术的研究背景、基本原理、结构及优势,分析对比毫米波的几种产生方案。着重介绍外部调制技术生成毫米波的原理,分析基于马赫曾德尔调制器(Mach-Zehnder Modulator,MZM)的光双边带、光单边带以及光载波抑制调制,对采用这三种调制方式的系统进行仿真并分析光谱。设计了一种基于外部调制和偏振控制产生8倍频毫米波的全双工RoF系统。通过理论分析和仿真结果证明,在中心站通过控制单驱动MZM的偏置点和调制系数,可以产生两个4阶边带并滤除部分光载波和不需要的其他阶边带。在基站通过调整偏振器(Polarizer,PL)和偏振合束器(Polarization Beam Combiner,PBC)的偏振主轴夹角来滤除中心光载波,只留下两个完整的4阶边带以产生毫米波,或者滤除两个4阶边带,只留下中心载波用作上行链路的光源,达到信号复用的目的。对产生的8倍频毫米波和恢复的光载波传输性能进行仿真测试,通过15 km单模光纤传输的功率损失仅为0.34 dBm和0.13 dBm。设计了一种基于外部调制和偏振控制产生倍频因子可调整的毫米波的RoF系统,通过理论分析和仿真结果证明,控制偏振方向可以改变2阶边带和4阶边带的幅度,光边带抑制比可以在82 dB到-51 dB的范围内进行调整,产生4倍频或8倍频的毫米波。对产生的两个频率的毫米波传输性能进行仿真测试,通过15 km单模光纤传输,4倍频毫米波和8倍频毫米波的功率损失均小于0.35 dBm。