浅地表地球物理勘探简称近地表物探,用来探测处于埋藏深度较浅的勘探目标,主要是利用物探方法研究地下距地表相对较近的地质构造、矿产分布、建筑地基情况、地下水状况及污染情况、古代和现代人造地下设施分布等。在现代社会,随着城市化的快速发展建设以及人们对环境保护意识的不断提高,浅地表的具体状况越来越受到人们的重视,而相应的浅地表勘探技术也在飞速发展。其中频率域电磁探测技术作为一种关键的探测方法,其原理是应用电磁感应现象,通过电磁发射机向地下发射多频电磁波,地下异常体在这个交变磁场中就会产生二次感应电流,同时这个二次感应电流又会在空间中辐射出另一种交变磁场,通过天线和接收机将这种二次场进行采集,我们就会得到地下良导体的具体信息。本文参考了课题组已有的电磁探测系统,并对比分析了国外的仪器研制现状,针对进一步提高频率域电磁探测效果的情况,设计了基于谐波注入的频率域电磁发射样机,并取得了良好的效果。本文的主要工作内容如下:1、谐波注入策略的理论推导。改变传统发射波形的设计思路,将正弦波与方波的各自优点进行结合,既能保证波形平滑度,又能提升直流电压利用率。在基波电压幅值一定的基础上,得到最高直流电压利用率的合成波推导公式。2、频率域电磁探测系统发射桥路的拓扑电路设计。根据传统电磁探测系统结构分析,采用全桥逆变电路+滤波电路结合的方式,将谐波注入调制策略应用在脉宽调制技术中。其中主控制电路采用DSP控制器,主要负责谐波注入调制策略在逆变电路中的控制实现,以及发射波形的频率控制。3、SiC MOSFET器件应用及驱动电路设计。相较于相同功率大小的传统MOSFET器件,SiC MOSFET导通电阻、开关损耗大幅降低,适用于更高的工作频率,另由于其高温工作特性,大大提高了高温稳定性。所以尝试在全桥逆变电路的设计中加入SiC MOSFET器件,在设计中为使SiC MOSFET器件驱动的更加稳定,防止驱动电压不稳以及驱动电压不足的情况,分析并设计了一种特殊的驱动电路。4、利用Simulink和Multisim软件进行发射系统仿真测试实验。证明了谐波注入理论可实现的可行性,在理论验证之后,在实验室里搭建了实物测试平台,完成了多种波形发射的对比,最后得到了谐波注入的合成波。本文的研究内容,在基于传统电磁探测发射电路上进行了硬件设备的改进以及将谐波注入策略应用在了频率域电磁探测方向上,为以后的频率域电磁探测控制策略方法的改良提供一定的基础。