微波信号处理方法、倍频混频器及微波信号处理系统，涉及微波技术与光通信技术的交叉领域，其中，微波信号处理方法是通过分光器将单频光载波对应等功率分成两路或三路以上；光载波与待处理的微波信号输入相位调制器中进行相位调制，将微波信号转变为光信号；通过波分复用器进行合波处理输出含有载波和频率波的光信号；通过解波分复用器将滤波输出的光信号进行分波处理，形成载波信号和多路不同的频率信号；将频率信号择一或分别与载波信号组合通过光电探测器和滤波器进行拍频并完成包络检波，实现微波信号的倍频、混频处理，倍频与混频过程在光域完成，突破了当前倍频与混频器件的电子瓶颈。