进入21世纪以后，水下和地下资源的开发越来越引起人们的关注。然而在开发的过程中会遇到各种各样通信困难的问题。例如，水下打捞时潜水员如何确定目标位置，矿井坍塌后井下生还人员如何与地面取得联系等等。这些都预示着研究一套可以用于水下及地下的无线电磁通信设备尤为重要。本文的主要任务是设计一种基于电流场理论的水下及地下电磁通信系统，包括一套模拟语音通信系统和一套数字通信系统。本文首先介绍了电流场通信原理，并基于电流场理论选择采用水平电偶极子作为传输天线，天线的两个极板处于无限大的有耗媒质中，将一个区域作为发射场区，形成大的等效环形天线。天线的匹配电路采用变压器匹配的方法，变压器的设计需要根据天线阻抗而定。由于水下和地下通信频率只能局限在甚低频以下频段，因此设计模拟语音通信系统可以直接将语音信号转换为电信号后传输，不需要经过调制解调过程，短距离实时语音传输采用这种方法还是比较有效的。本文中的数字通信系统采用软件无线电的思想，调制解调及滤波过程全部在DSP内部采用软件完成。调制方式采用π/4DQPSK，具有频带窄，功率利用率高，抗衰落等优点。数字系统硬件以DSP为核心，FPGA用于配置TR600语音压缩芯片与PCM芯片TLV320AIC10的连接方式，同时辅助DSP完成对TR600的控制，以及对AD和DA的操作。数字系统具备短信通信和语音通信的功能，进行语音通信时无法实时传输语音信号，需要先缓存一段时间然后发送，这样就造成了通信延迟，不过采用TR600对语音信号进行压缩以后传输，使得延迟时间得以大大缩短。数字系统设有上位机软件，可以通过USB方式与DSP相互通信。上位机软件采用VC编写，包含发送端设置和接收端设置两个界面，可以设置的参数包括载波频率、码元速率、MAC帧结构、发射机功率以及接收机前端放大倍数等等，采用软件设置增加了系统的灵活性，也体现出了软件无线电思想的优势。DSP的启动程序加载有多种方式，本文中选用USB启动加载方式，加载操作直接集成在上位机软件中，使得固件程序的修改、调试和下载变得极其方便。