本书聚焦现代井下电磁探测技术前沿，系统阐述瞬变电磁探测模型、阵列优化设计、MIMO电磁阵列及定向探测等核心技术，突破传统方法效率低、精度不足的局限。书中结合理论分析与工程案例（如救援井远探测、套管损伤检测），提供非接触式、高灵敏度、多维信息融合的探测解决方案，助力复杂地质环境下的精准勘探与安全监测。本书兼具学术深度与实践价值，是地球物理、地质工程等领域科研人员与工程技术者的权威参考，为资源开发、灾害预警及地下工程建设提供创新技术支撑。
近年来，井下探测作为地球物理勘探的重要手段之一，能够更接近地下被探测对象，且不受地面介质干扰，受到了研究学者和工程人员的广泛关注。基于瞬变电磁法的井下探测系统以地下介质的电阻率为探测目标，对于电特性差异较大的地层裂缝、套管等具有高准确性。本书介绍了瞬变电磁阵列优化设计方法以及相关的井下探测方法。这些方法将阵列信号处理技术引入瞬变电磁井下探测，通过优化设计瞬变电磁井下阵列，在接收端利用阵列加权信号处理提升信噪比，在发射端利用阵列合成磁场聚焦被测区域，能够有效提高井下瞬变电磁系统的探测性能。
第1章绪论（1）
1．1井下电磁探测技术简介（1）
1．1．1井下探测技术（1）
1．1．2井下电磁探测技术（2）
1．1．3瞬变电磁探测技术（3）
1．2面临的挑战与机遇（4）
1．2．1面临的困难与挑战（4）
1．2．2研究现状与新的发展机遇（5）
1．2．3阵列技术在雷达等领域的发展现状（7）
1．3井下电磁阵列探测技术（10）
1．3．1井下电磁探测应用阵列技术的难点（10）
1．3．2井下电磁阵列探测技术的快速发展（11）
第2章井下电磁阵列探测技术基础理论（14）
2．1信号模型的建立与分析（14）
2．1．1井下电磁信号的特点（14）
2．1．2瞬变电磁井下探测信号模型（16）
2．1．3基于数学模型的信号特性解析（19）
2．2接收阵列信号处理方法（23）
2．2．1阵列信号解耦模型（23）
2．2．2拟合加权的基本原理与数学推导（24）
2．2．3不同场景下拟合加权方法的适用性验证（28）
2．3应用案例分析（30）
2．3．1救援井应用案例分析（30）
2．3．2救援井相对姿态识别方法（35）
2．3．3在实际应用中的效果与启示（40）
第3章井下电磁发射阵列聚焦探测技术（43）
3．1电磁发射阵列的结构与原理（43）
3．1．1发射阵列的结构特点解析（43）
3．1．2发射阵列信号模型构建及深度分析（44）
3．2电磁发射阵列的加权方法与成效（48）
3．2．1信噪比最大的加权方法（48）
3．2．2加权方法性能的综合剖析（49）
3．2．3实验案例实证及效果研讨（51）
3．3电磁发射阵列合成磁场聚焦机制及应用（53）
3．3．1发射阵列井下磁场分布规律（53）
3．3．2合成磁场聚焦的实现方法（58）
3．3．3应用案例与性能优劣分析（66）
第4章电磁发射阵列优化设计方法（73）
4．1电磁发射阵列设计概述（73）
4．1．1阵列设计的必要性与难点分析（73）
4．1．2常用的阵列设计方法（75）
4．2基于子阵划分的阵列优化设计方法（76）
4．2．1发射阵列子阵划分信号模型（76）
4．2．2信噪比最大阵列优化设计与验证（78）
4．2．3磁场聚焦阵列优化设计与验证（82）
4．3极小化发射阵列优化设计方案（87）
4．3．1极小化发射阵列结构（87）
4．3．2极小化发射阵列信号模型（89）
4．3．3极小化发射阵列优化设计方法（91）
4．3．4极小化发射阵列仿真与实验分析（94）
第5章MIMO电磁阵列探测方法与设计（100）
5．1MIMO阵列概述（100）
5．1．1MIMO技术研究现状（100）
5．1．2电磁MIMO阵列井下探测优势（101）
5．2空时通道分离方法（103）
5．2．1瞬变电磁阵列收发通道分析（103）
5．2．2MIMO瞬变电磁阵列信号模型（106）
5．2．3空时通道分离方法（108）
5．3MIMO电磁发射阵列优化设计（111）
5．3．1MIMO瞬变电磁阵列收发距离分析（111）
5．3．2MIMO瞬变电磁阵列优化设计（112）
5．4MIMO电磁阵列仿真与实验分析（115）
5．4．1实验环境与方案（115）
5．4．2通道分离结果分析（117）
5．4．3多通道加权信噪比分析（118）
5．4．4数值近似误差分析（121）
第6章井下瞬变电磁阵列技术的发展新趋势（123）
6．1定向探测技术（123）
6．1．1井下定向探测的背景与意义（123）
6．1．2井下电磁探测定向磁场分布解析（125）
6．2未来改进与发展方向探讨（132）
6．2．1技术融合趋势（132）
6．2．2新型材料与器件的影响（134）
6．2．3向高精度和智能化方向发展（136）
参考文献（138）
