雷电作为破坏力极强的自然灾害之一,对电子、电力、通信以及航空等领域造成了严重的威胁。建立有效的雷电预警检测装置能够有效地保障人类的生命财产安全,在国家层面各国已经逐渐建立了完整的雷电监测定位网,能够实现对雷电的大范围预警,然而对于机动性强的个体和车辆,雷电预警检测装置还有一定的不足。第一,一般的雷电预警检测装置价格昂贵、体积较大,难以满足野外工作人员及车辆的便携化雷电预警的需求;第二,大部分雷电预警检测装置需要固定安装,保证良好的接地性,而野外工作人员及车辆很难保证雷电预警检测装置的接地性。针对以上问题,本文设计了体积小、无需接地的便携式雷电预警检测的装置,使其能够工作在野外环境中,并在装置中引入了雷电人为干扰信号的判别方法,降低了人造信号对雷电检测的干扰。针对雷电预警装置的测试标定,设计了雷电地面模拟装置,并解决了雷电模拟装置设计时的回路参数测量问题,实现了雷电模拟装置对雷电预警检测装置的测试标定。本文的主要贡献和创新点包括:1.设计了体积小、无需接地的便携式雷电预警检测装置。通过检测雷电辐射的磁场获得雷电的能量信息,并根据雷电能量随距离衰减规律实现雷电距离测定,因此该装置能够实现不接地的雷电预警检测。在该装置中引入了雷电人为干扰信号的判别方法,能够排除人为信号对雷电检测装置的干扰。2.设计了雷电地面模拟装置。通过对雷电模拟装置的参数进行设计,使得该装置能够产生具有雷电信号特征的波形,并能够通过模拟装置产生雷电模拟信号对本文设计的雷电预警检测装置进行测试标定。3.提出了一种电容式球隙放电回路参数的非接触式测量方法。通过采用放电建模和参数估计相结合的方式,实现了回路电阻和回路电感的非接触式测量,并能够实现对产生的脉冲大电流的峰值测量,得到脉冲大电流的整个波形,解决了雷电模拟装置设计时的参数测量问题。本文完成了雷电预警检测装置的设计,并通过设计的雷电模拟装置完成了标定测试。雷电预警检测装置能够实现半径40公里范围的雷电预警检测,可用于野外工作人员及车辆的雷电预警,如爬山、骑行等户外运动人员以及野外工作的雷达车等车辆。