电磁脉冲技术在科学研究和军事应用等领域发展迅速，利用非核手段产生电磁脉冲的技术是当今国内外研究的热点之一。螺旋型爆炸磁频率发生器（EMGF）是一种利用磁通压缩原理产生和辐射电磁脉冲的小型化装置。本文从等效电路出发，通过理论研究、数值计算和实验验证相结合的方法对EMGF进行深入分析与优化设计，在此基础上提出一种新型多脉冲发生器。研究适合EMGF输出特性的电磁脉冲辐射场测量方法，对其中各个频段的接收天线进行优化设计，为EMGF的电磁脉冲产生及辐射特性测量领域探索出新的思路和方法。本文研究的EMGF是由磁通量压缩发生器（MFCG）发展而来，基于磁通压缩理论，对MFCG的基本原理及分类进行了介绍，针对EMGF的结构特点，在考虑欧姆损耗时分析了EMGF回路电阻的理论计算方法。在考虑电枢屏蔽作用对定子线圈电感的影响条件下，提出一种线圈电感的计算模型，为等效电路的计算打下基础。EMGF的等效电路是一种RLC串联电路，在本文中使用数值方法详细分析计算了电路中各参数选择对发生器回路工作电流的影响，分别分析了线圈电感变化率、电感初值以及爆炸持续时间等参数对发生器电流的影响及变化规律，发现在线圈电感按照先快后慢的速度减小时，负载中电流变化最有利于电磁辐射；为了连接高阻性负载，提出一种使用升压变压器连接负载的模型，分析变压器参数选择对发生器能量、电流的影响，优化后的参数模型可提高传输效率；分析了电容器接入电路的位置、方式和取值对发生器输出电流的影响，为了能够在负载中产生放大电流或能量，提出了电容在等效电路中的接入方法。这些方法和模型为EMGF的设计提供重要的理论依据与参考。为了产生多个具有重复频率的电磁脉冲，并且扩大电磁脉冲覆盖的频带范围，本文对螺旋型EMGF模型进行改进，提出了一种新型开关型多脉冲发生器结构。该发生器由电枢、销钉开关、储能电容和负载电阻几部分组成，沿电枢轴线方向上放置多个销钉，通过电枢爆炸速度和销钉间距等参数控制脉冲宽度和间隔，利用储能电容在回路中放电产生多个脉冲。通过改变开关型多脉冲发生器结构参数，可以控制回路电流在负载中的输出特性，该发生器不具有能量放大的功能，但可产生大功率脉冲，具有结构简单和小型化的优点。为了准确测量EMGF的辐射特性，本文对电磁脉冲测量方法进行深入研究，主要包括输出电流和电磁脉冲空间辐射场两方面的测量。发生器负载中的电流可以采用Rogowski线圈进行测量，针对测量要求，研制了一个自积分Rogowski线圈。针对电磁脉冲空间辐射场的测量要求，由于发生器覆盖从1MHz至几十吉赫兹的频率，因此提出了按照不同频段分段测量的方法，并分别对接收用测量天线进行仿真分析与优化设计。针对1MHz~50MHz频率范围辐射场的测量，设计了一种利用电小环天线耦合空间磁场，从而推导出发生器各频点辐射功率的实验方法；对于工作在50MHz~2GHz频率的接收天线，为实现天线的小型化设计要求，提出了金属脊加载和有耗媒质分布式加载的TEM喇叭天线模型，对其阻抗特性和辐射特性进行仿真分析和实验验证，该模型实现了天线的小型化；对于工作在2GHz~25GHz频率的接收天线，针对高增益特性要求，提出透镜加载TEM喇叭天线模型，对其阻抗特性和辐射特性进行了仿真分析和优化设计，另外提出了提高天线口面利用系数的小张角TEM喇叭天线模型，并对其阻抗特性和辐射特性进行仿真分析和实验验证。结果表明采用上述两种改进方法后，天线的增益均有明显的提高。本文深入研究了螺旋型EMGF工作特性及其脉冲辐射特性测量方法。从中发现EMGF等效电路设计中的电感、电容和负载电阻参数变化对提高发生器系统输出特性的影响规律，为发生器结构优化设计提供了理论参考；提出一种新型开关型多脉冲发生器，能够产生多个具有重复频率的窄脉冲；提出了分频段的EMGF输出特性辐射场测量方法，为电磁脉冲发生器辐射特性的测量提供参考与借鉴。