长波电磁辐射技术广泛应用于水下通信、金属探测等领域。长距离高速率的水下可靠通信仍是研究的核心目标之一,对于国民经济和军事应用具有重要意义;在金属探测领域低功耗、高灵敏度、识别度高的金属探测器具有越来越大的市场需求。为此本文结合实际项目需求,对金属探测安全系统中的电磁辐射核心部件(探测线圈及其电路)进行优化研究工作,包括对线圈尺寸结构、系统工作状态等方面加以改进,从而提高系统探测效果。并在此基础上完成了长波通信系统的收发前端模块设计实现任务。首先介绍了长波电磁辐射系统的研究背景以及国内外的发展现状包括军事领域和民用领域的一些前沿科技。然后介绍了长波电磁辐射系统的基本理论,包括系统的基本构成以及适用场景分析,包括水下通信、金属探测、无线充电以及射频识别等领域,并对系统中涉及的相关知识进行了理论分析,系统构成的核心模块进行简单介绍,在此基础上对其中两种应用场景进行了深入分析和设计,包括:1.金属探测安检门系统的设计,分析影响系统探测性能的主要因素,通过理论分析和实验测试,确定对性能影响最大的因素并针对这些相关模块进行优化设计,其中包括过对线圈构建模型进行有限元分析确定适合系统使用的结构,并通过实验测试系统工作性能对结构尺寸、工作频率、电路设计等方面进行了改进设计,通过改进后探测的灵敏度和准确性都有了进一步提升。2.实验长波通信系统的设计与仿真,完成长波通信收发前端的系统方案设计。完成发射机前端电路的设计包括滤波、功率放大电路设计以及辐射天线的设计,接收天线信号的滤波和放大电路设计,并通过实物调试实现长波无线平台的通信任务。3.针对长波电磁辐射系统核心部分,辐射线圈的性能优化进行总结。通过理论探究和实验中得到的数据与实验规律,总结出影响辐射线圈性能的相关因素,并对这些因素进行分类讨论,得到最佳的提升辐射线圈性能因素,为以后的线圈优化工作提供一些指导。