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时间域电磁方法由频率域电磁法衍生而来，相比于频率域的单频发射波形，时域电磁法为宽频带发射，能够在更短时间内获取不同的穿透深度。时域电磁法已在陆地、海洋、航空和井下获得了广泛应用，包括矿产资源勘查、构造探测、水域与工程地质勘查、灾害调查、环境监测和考古等众多领域。发射机作为瞬变电磁系统的重要组成部分，利用不接地线圈或接地电极向地下发射不同波形的交变电流，在地下导体中激发出携带地质信息的感应场。发射磁矩的大小直接影系统的探测深度，发射波形参数设计与电路实现方法，直接决定发射系统的工作性能。因此，发射机的优化设计对瞬变电磁系统意义重大。在国家重大科研装备研制项目“深部资源探测核心装备研发”子项目“航空瞬变电磁勘探仪”的支持下，本文开展了时间域电磁法发射机系统基本理论和关键技术的研究。根据瞬变电磁的工作原理，分析了一维正演模型，对比了不同的发射场源。研究了地面瞬变电磁法中浅层探测发射机机技术，围绕关断电流快速线性下降这一关键问题，提出了一种可靠的无源恒压钳位电路设计方法。研究了航空瞬变电磁系统的基本原理，以及发射波形（双极性半正弦电流）的产生方法，推导计算了串联谐振电路的参数，精确计算了发射线圈的电感，及有限电导率大地对发射线圈电感的影响。最后，详述了航空瞬变电磁系统的电路设计及实验测试结果，基频25Hz时，正弦半波电流峰值可以达到500A，脉宽4ms，完全满足“航空瞬变电磁勘探仪”大磁矩发射机的设计指标要求。 本研究主要内容包括：⑴设计了用于中浅层探测的小功率地面瞬变电磁发射机，提出了一种无源恒压钳位电路设计方法，可以实现发射电流下降沿快速、线性关断，并完成了野外测试与验证。⑵针对航空瞬变电磁系统大磁矩发射要求，建立了基于LC串联谐振的双极性半正弦电流产生电路模型，对H逆变桥串联谐振电流和谐振电压进行理论分析与计算。⑶针对航空瞬变电磁系统发射线圈的工作高度，建立了基于复镜像原理的均匀半空间多匝矩形发射线圈的电感理论模型和计算方法，计算了高空中发线圈电感值的变化，并完成了实验验证。⑷设计了航空瞬变电磁发射机电路，包括主功率电路、控制电路、过冲抑制电路、驱动电路，并在室内完成了实验测试和电路优化，最终的测试结果满足系统设计要求。