航空电磁法是以电磁场为载体的地球物理探测方法,探测系统具有探测面积大、速度快、可靠性高、深度大、精度高等特点,广泛的应用在地质勘探中。探测系统中发射机的负载线圈感性较大,输出电流的波形关断时间较长,导致系统的浅层探测存在一定盲区,难以满足探测要求。针对这种情况国内外专家分别提出不同的解决方案,本文综合前人的研究成果和存在的问题,实现了基于分段放电技术的多匝线圈快关断瞬变电磁发射机的研制,具有恒压钳位和能量反馈功能,输出电流稳定性高、线性度高、关断延时短、正负向一致性好等特点。本文对比了方波、梯形波、正弦波和三角波等,最终选择梯形波作为负载发射波形。采用恒压钳位理论,通过钳位电容放电的方式缩短电流关断时间,并引入能量吸收回路改善波形质量,通过对比不同种类的吸收电路,设计了带有馈能开关和馈能电感的无损吸收回路,通过钳位电压比较电路、霍尔传感器采集电路和滞环控制限流电路保护电路安全。负载采用多匝线圈的模型,通过数学模型的建立和求解,分析线圈参数对下降沿波形的影响,设计出合理的电路参数。通过MATLAB软件中Simulink内部的工具箱,对电路进行测试仿真,得到仿真波形图并验证设计的合理性。控制系统采用FPGA作为主控制器,按照流程图进行逻辑设计并搭建它的外围电路,依据PCB原理图绘制电路板。系统的采集模块包括电压采样、电流采集和比较器设计,驱动模块设计驱动电路和驱动电源,具有良好的契合性和隔离保护功能。按照仿真结果和电路参数搭建实验装置,进行测试实验,得到输出波形测试结果。多匝线圈分段放电方式与传统放电方式的输出电流波形图进行对比,验证分段放电的方式缩短了波形的关断时间;分段放电方式下,不同钳位电压的输出电流波形图进行对比,验证较高钳位电压时波形的关断时间更短,且实际波形与理论仿真值契合度较高、波形效果较好。将发射机与接收机联合测试,改进后的发射机通过与传统关断方式的接收结果对比,验证在接收信号的幅值和最大值所用时间上都得到了实质的提升,符合设计要求。最后对全文进行总结并提出改进的建议。