早在二十世纪七十年代,电磁频谱战的概念就被提出,如今经过五十年的发展,美国已研制出多种高功率电磁武器。前门耦合作为高功率电磁武器主要的毁伤途径,对于前端系统具有极大的威胁。由于天线本身就是接收并放大电磁信号的器件,因此避免高功率电磁能量通过前门耦合的途径进入系统内相对来说较为困难。随着现代电子信息系统对于电磁信号的灵敏度以及精度越来越高,这就决定了这些系统对于电磁能量的易感性,非常容易受到高能电磁武器的毁伤,而存在金属电极和导线是这些电子系统无法免疫电磁武器攻击的关键所在。因此本文提出了一种全介质射频接收前端,各个器件不包含任何的金属结构,采用介质谐振天线的谐振作用实现空间微波信号的收集及放大,并通过无电极的铌酸锂微环谐振器将微波信号加载在光波上,利用光子本身的抗电磁干扰特性,可实现从根本上免疫电磁攻击的同时进行高效的目标信号接收功能。本文的主要研究内容围绕射频接收前端的核心器件——铌酸锂微环电光调制单元和全介质谐振天线开展。对于电光调制单元,采用具有高电光系数的铌酸锂作为波导芯层材料,同时利用微环的谐振特性以实现高电光调制效率,在此基础上分析了铌酸锂光波导的传输原理,通过模拟仿真设计了波导尺寸,以实现光载波的低损耗单模传输。由于外加射频电场会导致从微环中输出的光产生上下边带,为了实现有效调制,要求射频信号的频率要与微环自由光谱范围相匹配,由此确定了微环总长度。为使光载波在微环调制器芯片与光纤之间高效耦合,设计了自聚焦型离面耦合光栅结构,并对其占空比、周期、刻蚀深度、下包层厚度等关键参数进行优化设计:对于z切结构,实现了最高28%的耦合效率;对于x切结构,最大耦合效率为44%。介质谐振天线作为接收和放大射频信号的单元,可与微环调制器芯片组合产生谐振电场,分别设计了用于理论验证的含馈电探针结构模型以及用于实际应用的全介质谐振天线模型,并制备出多种结构,其中宽带z切结构的带宽可达500MHz,为与微环调制器频率的匹配提供了可能。最后,为精确调节芯片与天线之间的相对位置,设计出一种低介电常数的外壳支撑体,以实现射频接收前端的集成。至此,对于射频接收前端的仿真设计工作已基本完成,制备出了第一批电光调制芯片,但由于工艺制备缺陷较多,并未得到有效的测试结果,在此基础上设计出了第二批芯片并进行了实验测试,结果表明光栅耦合器损耗为12dB,微环的FSR为12.58GHz,与理论值基本吻合,但由于较大的波导损耗,导致了消光比较低。