钻入地下的未爆弹、地雷等爆炸物种类繁多、分布情况复杂、危险性高,其阻碍土地的开发与利用,威胁民众的生命财产安全,尤其是在战争、武器系统定型试验中,各个试验场区、机场跑道等急需快速、准确的探测方法找到钻入地下的未爆武器系统,因此未爆弹的探测、定位及排除具有重要的现实意义,区别于广泛采用的时域探测系统,本文旨在研究地下未爆弹的频域探测原理与方法,主要工作如下:(1)介绍了频域电磁法中基于导电半空间模型的二阶矢量势理论(SOVP)及Dodd and Deeds法,给出了基本线圈传感器在空场及物场下的场量计算公式,研究了导电半空间中涡流的分布规律及其影响因素。通过对比分析不同应用背景下的线圈传感器的配置方法及感应特性,提出可将磁场方向性和均匀性更好的矩形平面线圈应用于地下未爆弹的探测中。(2)从发射-接收线圈弱耦合的角度出发,基于二阶矢量势理论及Maxwell有限元仿真,分析了线圈配置、尺寸、轴间夹角、中心轴位置等因素对线圈耦合特性的影响,进而设计了一种具有高灵敏度的分离式垂直耦合矩形平面线圈传感器。同时适当的分离距离还将提高传感器的探测深度及抗干扰性,使其具有鉴别小型金属杂物的能力。(3)基于有限元构建了弹体简化模型,对其响应场量进行了定性分析,研究了不同材料、大小的弹体模型的频率响应,结果表明通过扫频分析能够鉴别不同的未爆弹,并且制定了未爆弹的垂直定位与水平定位方案。(4)介绍了基于FPGA+ARM架构的频域探测系统,研究并设计了基于LM1875的功率放大电路,并给出了大功率应用背景下,基于Selective-Harmonic-Elimination-PWM频谱控制方法和H-bridge控制的正弦发射电路的实现方案,对比分析了三种程控放大电路的实现方法,设计了基于THS7001的高速前置程控放大电路。研究了基于半周期采样的数字正交解调技术及其实现方法,介绍了基于Labview平台开发的上位机软件。(5)搭建了未爆弹探测研究的实验平台,对传感器的发射线圈和接收线圈之间的水平间距、接收线圈中心轴的垂直位置、线圈的轴间夹角进行了优化设计,并在此基础上分析了三种未爆弹在不同深度下的频率响应,确定了系统可用的探测频段。标定了传感器敏感场中不同深度下的灵敏区,对并传感器的抗干扰性以及未爆弹的定位方案进行了试验验证。