技术特征：
1.一种微波光子学接收天线，其特征在于，该接收天线由微波光子学电场传感器和金属天线组成，通过光纤输出射频信号调制后的光信号。其中传感器置于金属天线的末端开口处，这里的金属天线可以为振子天线、贴片天线或喇叭天线，金属天线的末端开口处为开路，也就是其匹配阻抗必须为无穷大，传感器通过光纤来输入输出光信号。由于工作机制的不同，微波光子学接收天线分为直通式和反射式，直通式采用两路光纤，光信号通过光纤从传感器的一端进，另一端出；反射式采用光纤加光环行器的方式，光信号通过光纤从光环行器的端口1输入，从端口2输出至传感器，经反射后再从光环行器的端口2输入，从端口3输出。无论采用哪种方式，输入光纤都连接至光源，输出光纤连接至光接收机。微波光子学接收天线的工作原理：在工作带宽范围内，金属天线将空间中传播的电磁场捕获并在端口初形成一个感应电压信号，由于天线末端开路，端口处的电压近似等于感应电压，端口处的电场强度可以由端口电压除以端口间距得到，这样端口处的电场信号与被测信号之间呈线性关系。一个连续光波信号经输入光纤进入微波光子学电场传感器，金属天线收集的外界电场信号在传感器中直接调制到光信号上。假设端口处的电场e＝e0cos(ωt)，其中，e0为场强峰值，光源发出的光功率为i
in
，则理论上经过传感探头出射的光功率为其中，k被称为探头的电光调制系数，也叫调制深度。经调制后的光信号经过输出光纤后由光接收机接收，光接收机进行信号处理后，最终会输出的电压信号为其中，η是光电二极管的转化效率(若激光为1550nm，η通常在0.6～0.9a/w)，r
l
为光接收机中跨阻放大器的放大倍数，α为损耗因子。2.根据权利要求1所述的一种微波光子学接收天线中的开路馈电匹配方法。其特征在于，接收天线采用与传统天线不同的馈电方法——开路馈电匹配方法。由式1可知，电场传感器测量的是金属天线端口处的电场强度大小，假设两端口分别为端口a和端口b，当端口a、b之间的距离一定时，电场强度的大小取决于端口a、b之间的电动势v
ab
，这样探头所测量的电场强度可以表示为其中，d是端口a、b之间的距离。我们假设端口a、b之间有一个匹配阻抗z
l
，则金属天线部分的等效电路为匹配阻抗z
l
、电压源v
a
和输入阻抗z
in
的串联。由于电场传感器测量的是端口a、b之间的电场强度，当距离一定时，端口a、b之间的电压越大，测量的灵敏度就越高。当匹配阻抗z
l
为无穷大，也就是开路的时候，端口a、b之间的电压值最大。此时其中，z
in
是金属天线在感应空间电磁波时的输入阻抗，v
a
是天线上的感应电压。因此只有满足金属天线端口开路，微波光子学电场传感器才会测量到最强的电场信号。
技术总结
本发明提出一种微波光子学接收天线，属于电场测量技术领域。微波光子学接收天线由微波光子学电场传感器与金属天线组成，天线端口采用一种开路馈电匹配方法，测量信号以光信号的形式通过光纤输出，解决了传统天线用电缆输出信号时抗干扰能力弱的问题，可以有效应用于复杂电磁环境下的电场信号测量中。杂电磁环境下的电场信号测量中。杂电磁环境下的电场信号测量中。
技术研发人员：谢树果 田雨墨 杨燕 杨雅茹 杨美玲
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2022/3/15