一种可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头及系统的制作方法

本发明属于电磁功能材料研制与应用，具体涉及一种可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头及系统。

背景技术：

1、电磁环境感知通常采用金属天线、射频接收组件等方式实现，但是在强电磁环境的高精度感知中仍存在不足，主要表现如下。一、传统天线探头在强电磁环境下因固有特性会出现打火现象，无法满足感知需求；二、常规金属探头的物理尺寸与感知频段呈正相关，本身易对被测电磁场产生扰动，导致感知精度下降；三、在主桅、通信塔一类电子设备密集的曲面区域，无法共形的外置式探头会改变局部电磁散射特征和平台外形连续性，带来额外的电磁兼容问题。因此，设计一种可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头及系统，以实现在强电磁环境中对空间电场的高精度感知。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，包括：

3、电光晶体，用于在空间电场作用下发生折射率变化；

4、光波导，设置在所述电光晶体上，用于传输光信号；

5、微结构天线，包括电极，用于接收空间电场信号并在所述电极之间产生电压，以调制所述光波导中传输的光信号；

6、非金属封装结构，设置于所述电光晶体、所述光波导和所述微结构天线的外部，用于使所述探头与曲面结构共形安装。

7、按上述方案，所述电光晶体为铌酸锂晶体。

8、按上述方案，所述微结构天线为锥形微结构天线，所述锥形微结构天线的阻抗沿其底部到顶部逐渐增大。

9、按上述方案，所述光波导为马赫-曾德尔干涉仪结构，包括输入y分支、第一波导臂、第二波导臂和输出y分支；

10、所述微结构天线包括两个相对设置的电极，两个所述电极分别位于所述第一波导臂的相对两侧，所述第一波导臂从两个所述电极之间穿过。

11、按上述方案，所述非金属封装结构包括封装壳体、电光晶体固定板和安装法兰；

12、所述电光晶体固定板用于固定所述电光晶体；

13、所述封装壳体、所述电光晶体固定板和所述安装法兰依次组合并固定连接。

14、按上述方案，所述封装壳体、所述电光晶体固定板和所述安装法兰均由氰酸酯体系复合材料制成。

15、按上述方案，还包括光纤槽和信号接口；

16、所述光纤槽用于固定与所述光波导连接的光纤；

17、所述信号接口设置于所述封装壳体的顶部，用于光信号出入。

18、按上述方案，还包括工作点控制单元，用于根据所述探头的输出反馈信息调整输入光波长，使所述探头工作在近似线性区。

19、本发明还提供了一种强电磁环境感知系统，包括上文所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，以及信号处理单元；

20、所述信号处理单元用于采集经光电探测器处理后的电信号，并输出所述电信号的幅度、载波频率、脉宽和重复周期参数。

21、按上述方案，所述电光晶体为铌酸锂晶体。

22、有益效果

23、本发明通过电光晶体、光波导和微结构天线的配合，利用空间电场在微结构天线电极间产生电压并对光波导中传输的光信号进行调制，从而以光学方式实现电场感知，避免了传统金属探头在强电磁环境下易打火的问题，满足强电磁环境的感知需求。同时，探头外部设置非金属封装结构，在集成保护各部件的同时减小对被测空间电场的扰动，提升了感知精度；并且封装结构可实现探头与曲面结构的共形安装，有效减少对平台外形连续性和电磁散射特性的影响，增强了安装适配性。

1.一种可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，所述电光晶体为铌酸锂晶体。

3.根据权利要求1所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，所述微结构天线为锥形微结构天线，所述锥形微结构天线的阻抗沿其底部到顶部逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，所述光波导为马赫-曾德尔干涉仪结构，包括输入y分支、第一波导臂、第二波导臂和输出y分支；

5.根据权利要求1所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，所述非金属封装结构包括封装壳体、电光晶体固定板和安装法兰；

6.根据权利要求5所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，所述封装壳体、所述电光晶体固定板和所述安装法兰均由氰酸酯体系复合材料制成。

7.根据权利要求5所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，还包括光纤槽和信号接口；

8.根据权利要求1所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，其特征在于，还包括工作点控制单元，用于根据所述探头的输出反馈信息调整输入光波长，使所述探头工作在近似线性区。

9.一种强电磁环境感知系统，其特征在于，包括权利要求1所述的可曲面共形的非金属强电磁环境感知探头，以及信号处理单元；

10.根据权利要求1所述的强电磁环境感知系统，其特征在于，所述电光晶体为铌酸锂晶体。