随着电子技术的不断进步,估计设备的电磁兼容性变得越来越重要。为了估计电磁兼容性,精确了解设备周围的电磁场分布是很有必要的。因此,各种各样的电场传感器被开发出来。其中,使用Mach-Zehnder干涉仪的光波导电场传感器,因为有着带宽大,灵敏度高,分辨率高等特点,其应用在电磁兼容测试方面更为合适。本文首先介绍了光波导电场传感器的工作原理,并建立了光波导电场传感器的等效电路模型和传感系统模型。以此为基础,分析了传感系统的灵敏度,频率响应,线性动态范围。通过计算得知,使传感器相位偏置为π/2,减小电极间距,提高电光重叠因子,减小器件插入损耗,采用合适的分段数,增加电极长度,增大光功率,降低激光的波长,减小相对强度噪声,减小接收带宽,对提高灵敏度的效果是非常明显的。而减小天线长度,降低调制器电容,电极分段,都可以获取较大的带宽。降低系统噪声;增加到达探测器的光功率,采用较低的光学偏置,都可以增大线性动态范围。根据对器件参数分析优化的结果,设计并制作了3只分段电极电场传感器,并进行了封装。把3只电场传感器组装成一个全向电场传感探头,并进行了全面测试,包括静电场测试,频率响应测试,灵敏度测试,动态范围测试。得到器件的±3 dB频率响应为1 M～1 GHz,而±5 dB频率响应的高端可以达到2.5 GHz;器件的灵敏度在带宽为3 Hz时达到10～20 mV/m,;器件在250 MHz的动态范围为80 dB,在2 GHz的动态范围为64 dB。在200 MHz的频率下的全向性达到±3 dB,2 GHz频率下全向性为±1.5 dB。试验证明这种新型光波导电场传感器适用于EMC中的电场测试。