與之對應，接收鏈路為：天線探測到的雷達回波信號首先進行射頻預處理(放大、濾波等)，后通過電光變換調制到光域，在光域通過真延遲芯片完成相應的幅相控制后，經光子波束形成網絡完成子陣級波束合成后通過射頻光拉遠傳回后端處理單元。在后端處理單元中，可以先通過光學方法將探測到的高頻信號下變頻至中頻，經過光學濾波、光電轉換后處理中頻信號，也可以利用光學 ADC 技術直接對高頻信號進行帶通采樣。采樣后的數字信號再送至后端數據處理單元(Digital Signal Processingunit, DSP)完成相關信號處理。
3.2 微波光子相控陣的技術優勢
從相控陣雷達整體性能上來看，采用微波光子技術的新型相控陣陣列，相較傳統的數字陣列其優勢集中體現在以下 3 個方面：
(1) 射頻光傳輸帶來的技術優勢。
光纖重量典型值僅為 27 g/km，而同軸電纜重量典型值高達 567 kg/km。光纖具有數十 THz 的通信窗口和極低的傳輸損耗(0.15 dB/km @ 1550 nm) ，而同軸電纜其帶寬典型值僅為 40 GHz，傳輸損耗典型值高達 360 dB/km @ 2 GHz。得益于微波光子鏈路呈現出的輕質低損耗的優點，射頻傳輸可獲得更高的組網靈活性和可重構性。通過射頻光傳輸，天線前端無需再束縛在發射機與接收機附近，從而釋放了陣面端的壓力。另一方面，傳統的微波鏈路無雜散動態范圍(Spurious-Free DynamicRange, SFDR)僅達到 110 dB·Hz 2/3 。相應地，對于 X 波段的接收機來說，當接收噪聲系數 5 dB 時，若要滿足信號探測靈敏度低至–90 dBm 且接收動態范圍大于 60 dB，相應的探測信號帶寬范圍僅為數十 MHz 。有報道指出，微波光子鏈路的 SFDR 可達 134 dB·Hz 2/3 。在同樣的探測指標需求下，相應的探測信號帶寬范圍可拓展至數 GHz。微波光子鏈路作為天線單元之間以及天線單元和中心處理器之間的傳輸信號媒質，通過近似無損的傳輸，大大提高了系統的動態范圍，增強了系統對目標的識別能力。此外，微波光子鏈路還具備良好的抗電磁干擾特性，可同時處理多個射頻脈沖信號和電磁干擾信號，提高了系統的有效性、保密性和可靠性。更重要的，射頻光拉遠為噪聲非相關的分布式頻率源的實現提供了硬件支持，有助于獲得理論上的信噪比合成增益，實現理想的探測威力和雜波下檢測能力。
(2) 射頻光網絡帶來的技術優勢。
由于光載頻極高，光延遲對于傳輸的微波信號的任何頻率均可視為真延遲，這就有效地避免了寬帶波束傾斜問題，同時由于光傳輸損耗極低，采用光子技術可提供大延遲位數長時延的延遲，從而為相控陣的寬帶寬角掃描提供了有力的硬件支撐 。同時，在子陣級波束合成之后再進行模數轉換，避免了大規模地使用數字 TR 組件，在模數轉換之后再進行后端的信號處理和數據處理，有效地緩解了龐大數據處理帶來的功耗和散熱問題，簡化系統構成的同時，也使得陣面的重量、成本大幅降低。此外，采用射頻光交換技術，利用光開關在光域實現射頻信號切換相對原有技術具有太赫茲級的無可比擬的寬帶優勢和平坦的頻率響應特點，這將為多功能一體化電子系統的架構設計提供有力的保障，并可提供極高的交換容量 。另外，得益于其納秒級的切換速度，光子射頻切換有望成為動態、可重構射頻交換系統的首選方法。
(3) 射頻光處理帶來的技術優勢。
傳統相控陣的射頻前端部分在寬帶信號的接收和處理方面面臨著巨大挑戰。而微波光子技術不僅呈現出了工作頻段范圍大，應對瞬時帶寬大的優點，同時其在模擬信號處理等方面也呈現出獨到的技術優勢。
光電振蕩器的發明為高性能微波源的實現提供了新的解決方案。從文獻報道來看，光電振蕩器能夠在覆蓋百 MHz 到百 GHz 的頻率范圍內產生低相噪、高穩定性、高頻譜純度的射頻信號，特別在相位噪聲、頻率穩定度及頻譜純度方面已經呈現出超越傳統電子手段的優勢 。一旦實現工程應用，將顯著提升現有相控陣雷達對于低空、慢速、小目標的探測能力。
基于電子學方法的模擬濾波器，由于受到電子瓶頸的限制，很難向著高頻發展且帶寬有限。此外，傳統微波濾波器的通帶中心頻率可調諧范圍一般較小，僅為百 MHz 到數 GHz。盡管近年來隨著微波理論和器件的不斷發展，其調諧范圍和調諧速度都有了一定的改善，但由于傳統微波傳輸介質在不同頻率的插損和色散等參數相差較大，濾波器只能對某一個目標頻段做特殊優化，難以兼顧頻段相差過大的信號，所以仍然無法從根本上解決調諧范圍有限的問題。微波光子濾波技術通過將需要處理的微波信號調制到光載波上，使用光學的手段對信號進行濾波，充分發揮了光纖對調制的不同頻率射頻信號增益平坦的優勢，可以更容易地在高頻段實現濾波器通帶頻率大范圍可調以及通帶譜形的重構 。
利用微波光子混頻的高隔離度可以解決傳統微波領域同相 - 正交(In-phase and Quadrature, IQ)混頻技術中的本振泄漏等問題，讓混頻鏈路較少地受到電子限制及干擾；在光上實現 IQ 解調還不受頻率的限制，IQ 失配和偶次失真不會隨著射頻頻率提高而明顯增加；在處理跨波段的微波信號方面，已有研究證明，隨著輸入微波頻率的增加，系統的無雜散動態和 3 階交調情況幾乎沒有明顯的變化，在 8～40 GHz 頻段范圍內，系統的 SFDR 均可達到≥123 dB·Hz 2/3 。微波光子混頻的處理帶寬和頻率僅僅受限于系統中的光電器件，而目前帶寬為 40 GHz 的光電器件已經成熟并商品化，60 GHz 甚至上百 GHz 的光電器件也有了相關的產品或報道。因此，基于微波光子混頻實現寬帶大動態的微波信號處理具有巨大的發展潛力和應用前景。
在高性能模數轉換領域，受到 ADC 內部采樣保持電路帶寬、比較器遲豫和時鐘抖動等因素的影響，傳統電子 ADC 的采樣率和量化位數受限；同時由于半導體載流子遷移率有限，電子 ADC 難以同時獲得數十 Gsps 的采樣率和高量化精度，已經不能滿足現代信號處理對于高采樣率、高載頻和高帶寬的要求，成為各類應用系統中的主要瓶頸。近年來，利用低時間抖動(數 fs 至數十 fs 量級)、窄脈沖寬度(數百 fs 至數 ps)的光脈沖信號進行采樣的光學模數轉換技術，可以實現數十 Gsps 甚至上百 Gsps 的超高速高精度信號采樣 (如圖 3 所示)，相對于電子模數轉換呈現出了較大技術優勢，引起了世界各國極大重視，有望成為解決突破上述技術瓶頸的有效解決辦法。
圖 3 近年來微波光子 ADC 與電子 ADC 性能對比
通過上述分析不難得出，在傳統的射頻前端系統中，由于受到射頻濾波、電混頻器的帶寬以及調諧范圍的限制，射頻接收機一般只能工作在固定的頻段，難以對跨頻段的頻域上稀疏的信號進行處理。并且隨著微波頻率的升高，由于混頻器變頻和同軸電纜傳輸所引入的損耗和非線性失真都會增大，都將嚴重制約系統性能。在微波光子相控陣架構下，將處理部分置于后端集中進行，并采用微波光子相關的技術實現射頻信號的產生、混頻、濾波和模數轉換等等，這樣的系統不但具有大的射頻帶寬，低傳輸損耗，重量輕，抗電子干擾能力強等優良品質，而且具備調諧范圍大，重構能力強等特點，有望在光控寬帶相控陣雷達等技術領域呈現獨特的優勢。