在地质勘探领域，科学家们长期面临一个棘手问题：当地下探测设备的发射电流关闭时，会产生剧烈的电流震荡，就像汽车急刹车时的颠簸，这导致大量探测数据失真，严重影响对地下矿产、水资源等资源的判断精度。

近日，吉林大学研究者研发的基于分数阶电路的瞬变电磁发射系统，为解决这一难题带来了新突破。这项技术已获得国家知识产权局发明专利授权，有望显著提升我国地球物理勘探的技术水平。

传统的瞬变电磁发射系统在工作时，发射线圈会产生双极性方波电流，就像给地下发送 "电磁信号"。但由于电路中存在寄生的电感和电容，电流关闭时会出现剧烈震荡，如同信号被 "杂音" 干扰。过去采用的 RC 吸收回路等方法，就像给电路加了个 "缓冲垫"，但效果有限，还会导致信号拖尾，无法从根本上解决问题。

该专利的创新之处在于，他们引入了分数阶电路这一 "智能调节装置"。这个系统包含发射主机、分数阶震荡吸收电路和负载匹配电路等关键部分，核心是一种能动态调整参数的分数阶电容。

这种特殊电容就像电路里的 "智能减震器"，通过调整自身的 "阶数" 参数，能精准抵消电路中的寄生参数影响。当把阶数调整到特定值时，它会呈现出 "负电容" 特性，与电路中的寄生电容相互抵消，就像正负电荷中和一样，从源头消除电流震荡。

探测数据的信噪比得到了显著提升。这种改善能让勘探设备更清晰地 "看清" 地下结构，无论是寻找深埋的矿产资源，还是检测隐蔽的地质灾害隐患，都能提供更可靠的数据支持。

该系统的另一大优势是实现了参数的精准控制。通过逻辑控制电路和隔离驱动电路，能精确调整分数阶电容的阶数，使负电容的绝对值与线圈的等效分布电容差值最小。这种 "主动匹配" 机制比传统的 "被动吸收" 方式更高效，既解决了早期震荡问题，又避免了晚期信号拖尾，从根本上提升了发射波形的质量。

在实际应用中，这项技术将与短偏移距瞬变电磁法等前沿探测方法形成协同效应。随着我国对深部资源勘探需求的日益增长，高分辨率的地下探测技术变得越来越重要。吉林大学研发的这套系统，通过提升数据质量，有望帮助勘探人员发现更多深埋的矿产资源，为能源安全提供技术支撑。同时，在工程地质勘察、地下水探测等领域，该技术也能提高探测精度，降低工程风险。