随着电场探头在电磁环境监测中得到更广泛的应用,并朝着具备更小的外观尺寸、更平坦的频率响应、更宽的测量频带、更大线性区域以及更好的空间全向性趋势发展,对电场探头外壳腔体的设计也更具挑战性。外壳腔体是电场探头必不可缺的一部分,它主要保护电场探头,使之能承受一定程度的机械冲击及可能的极限环境,同时也要保证其对电场探头宽频特性的影响尽可能小,因此研究外壳腔体结构与材料对电场探头接收特性的影响对探头设计具有重要理论意义和实用价值。本文主要工作有:首先,基于改善电场探头壳体性能指标为需求,以电场探头外壳腔体设计为研究目的,利用CST(Computer Simulation Technology)仿真软件建立理想电场探头接收模型,仿真研究了PC(Polycarbonate)、PLA(Polylactic Acid)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)三种壳体材料的衰减频率特性。然后建立仿真实际电场探头接收模型,仿真了PC、PLA、PTFE三种壳体材料条件下电场探头接收频率特性。仿真结果表明:PTFE壳体材料对频率平坦度影响最小,PLA壳体材料对频率平坦度影响相对较大。其次,利用CST仿真软件,建立了圆柱形、球形壳体电场探头接收模型,仿真分析了两种壳体形状的频率平坦度影响因子;并测量了两种情形的频率平坦度影响因子;仿真与实测结果表明:球形壳体对频率平坦度影响最小。最后,本文基于上述结果,选择对频率平坦度影响最小的PTFE球形壳体作为外壳,建立优化的电场探头接收模型,通过在壳体内部填充材料、以及对介质基板尺寸优化,达到改善电场探头性能指标的目的。仿真结果表明:优化后壳体对频率平坦度影响减小,各向同性响应更好。并测量了优化后壳体对频率平坦度的影响因子。