目前,煤矿作为我国的重要能源,其安全生产问题引起了广泛的关注。为了煤矿安全高效的生产,人们迫切寻求有效的物探方法来预测地质体的构造,进一步提高煤矿生产效益,并且避免开采人员的生命受到威胁。无线电波透视技术是一种用来探测异常体地质构造的物探方法,在煤矿井下探测中得到了很好的应用。但是,当前使用的矿井无线电波透视系统的透视距离普遍比较短,难以满足煤矿开采的应用需求。因此,研究并设计透视距离更大的矿井无线电波透视系统具有重要的意义。本文深入研究了电磁波在煤岩介质中的传播特性,分析了介电常数、电导率、入射角度等因素对电磁波传播的影响。其中着重研究了入射角度对电磁波在煤岩介质中传播的影响,得到了任意角度入射到煤岩介质中的衰减常数。总结了频率、介电常数、电导率、入射角度与衰减常数的关系。本文研究的主要目的在于提高无线电波透视系统的透视距离。由于煤矿井下的环境特别复杂且恶劣,系统发射功率受到限制,因此提高天线的发射效率是提高透视距离最有力的手段。首先,分析对比了圆形和方形两种形式的环形天线性能,选择了增益和辐射电阻大的方形天线;接着分析了结构参数(匝数、线径、边长)对天线性能的影响,选取了最适宜的天线参数;最后,仿真分析了两种天线在均匀介质工作面的透射情况,结果表明使用方形天线能提高透视距离,并且仿真分析了陷落柱和断层这两种异常体工作面的透射情况,有利于后续异常体地质结构的预测和解析。本文完成了系统的硬件电路设计。受煤矿井下恶劣环境的制约,所设计的电路都要满足本安防爆要求才能在煤矿井下安全使用。系统主要包括电源模块、发射机控制模块、接收机控制模块。电源模块中设计了电源保护电路来满足矿用仪器设备对电源的要求。接收机控制模块中设计了自动增益控制电路保证接收端的接收性能。最后,对系统的天线和硬件电路进行测试,验证了该系统符合设计指标。并将系统应用到实际矿井探测中,取得了良好的成果。