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团队在水下瞬变电磁探测领域取得新进展，研究成果发表于《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》

[2026-04-07]

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团队在水下非铁磁金属目标探测领域取得重要研究进展，提出了一种面向水下移动平台的紧凑型瞬变电磁（TEM）探测系统。该系统以FPGA为核心，针对铝、铜等非铁磁金属目标响应弱、传统TEM系统实时性不足及数据存储需求高等问题，构建了集激励发射、前端提取、数据回传与目标判检于一体的硬件化探测方案。相关研究成果以“Compact Transient Electromagnetic System for Detecting Nonferromagnetic Metal Targets on Underwater Mobile Platforms”为题，发表于国际期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》，第一作者为硕士研究生王雪雯，第二作者及通讯作者为高俊奇教授。

针对水下非铁磁金属目标探测中目标信号弱、背景干扰强和移动平台实时处理困难等问题，研究团队提出了基于时间通道提取（TCE）的FPGA前端硬件实现方法。该方法以海水电磁传播有限元仿真为基础，分析目标二次场随时间衰减的规律，并将TCE逻辑直接嵌入FPGA前端，实现目标有效时间通道内信号的实时提取与压缩传输。相较于传统全时域采样和采集后处理方式，该方法具有低时延、高集成度和较强的实时处理能力等优势。

实验结果表明，该系统能够稳定检测多种非铁磁金属目标。研究中确定96 μs为最佳时间通道，系统成功探测到长度仅10 cm的铝制管状目标，最大探测距离达到0.6 m；同时，FPGA实现的TCE方法与PC端结果保持一致，并将数据存储量降低99.95%。

该研究建立了从目标响应机理、时间通道选择到FPGA硬件实现与实验验证的完整技术链路，为ROV、AUV等水下移动平台的小型化、实时化电磁探测提供了新的技术方案。