公开了一种微波恢复装置和分布式微波同步系统。所述微波恢复装置包括：光电转换器，用于将接收到的微波调制光信号转换成电信号；锁相环，包括微波鉴相器和介质振荡器，所述微波鉴相器的一个输入端接收所述电信号，所述微波鉴相器的另一个输入端接收所述介质振荡器的输出信号，所述介质振荡器接收所述微波鉴相器的输出信号作为输入信号，并且输出恢复的微波信号。该方案利用微波鉴相器鉴相精度不受输入信号幅度影响的特性，和介质振荡器的低噪声特性，实现布置于分布式微波同步系统从端的锁相环，抑制由于光电管非线性效应产生的幅度-相位噪声，获得更为精准的微波信号。