高精度频率标准及其传递共享已经成为了各个研究领域至关重要的工具,比如可用于广义相对论效应验证、精准守时授时、导航定位、物理常数的精密测量以及5G通信与万物互联等先进技术及工程应用。现代原子钟的长期稳定度已接近10^-17量级,最先进光学频率标准的稳定性和不确定性已经分别可以达到10^-17和10^-18量级,而传统的基于卫星的频率传递技术的天稳仅能达到10^-15量级,已经不能满足先进时钟的传递需求。利用光纤进行时频传递,拥有更高的传递精度,才能够满足新一代时频标准的传递需求,但是时频信号被限制在光纤中,在某些光纤无法铺设的特殊场所需要更加灵活的自由空间时频传递方式。诸多实验已证明,基于激光的大气时频传递技术可以满足现有最高精度的频率标准的传递需求。基于以上研究背景,针对未来可能的重大应用需求,本文开展了自由空间光载射频频率传递技术和自由空间光频传递技术的研究,主要的研究内容如下:1.设计了一种基于被动相位补偿技术的自由空间光载射频频率传递方案,在不采用主动相位检测和动态相位追踪的情况下,通过利用DFB半导体激光器双向传输1GHz射频信号并与本地端的倍频信号3GHz混频得到相位共轭的预补偿信号,实现大气链路噪声自我修正,并提出利用EDFA的自动功率控制模式抑制由湍流引起的光功率波动。该方案可以通过简单的相位共轭混频实现无限动态范围并能快速消除相位噪声,此外,简化了系统,往返三波长抑制了瑞利后向散射的影响。基于该方案实现了124m室内自由空间链路的1GHz射频信号传输实验。经时延波动补偿后,在5000s内,频率信号的时延抖动均方根值是186fs,远端信号相对频率稳定度可以达到6.8×10^-15@1s和3.2×10^-17@1000s,秒稳定度提高了2个量级。2.研究在三种经典湍流模型:Kolmogorov、von Karman和Greenwood-Tarazano模型的基础上,建立了适用于大气光学频率传递的湍流模型,仿真分析湍流强度、风速及传输距离对光频信号相对频率稳定性的影响规律,为后续进行传递系统的整体设计,提供充足的理论分析与支持。3.在自由空间光频传递实验上实现了多普勒噪声抑制技术,并在实验室短距离大气光频传输中得到了初步的实验验证。远端输出信号10000秒积分时间下传递稳定性可达到1.3×10^-18,重点分析了多普勒噪声抑制技术的基本原理限制和技术限制,为后续研究工作中进一步提高系统性能奠定基础。