一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置及其测量方法和应用

摘要

本发明是一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置及其测量方法和应用。一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置，所述装置包括接收天线阵列和远程接收单元；所述远程接收单元包括处理单元，控制电路，无线收发模块和电源；所述无线收发模块通过控制电路与处理单元连接。本发明通过研制一种远程接收电磁波随钻测量信号的装置，用于电磁随钻测量系统中远程接收测量信号。采用DSP技术和阵列信号处理技术实现井场噪声抑制，通过布设合理的阵元，配以先进的数字信号处理算法实现微弱电磁信号的远程接收，有效地提高了电磁波随钻测量系统对于不同地层的适应能力、提高处理增益和接收灵敏度，增加测量深度。

主权项

一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置，其特征在于，所述装置包括接收天线阵列和远程接收单元；所述接收天线阵列包括一组天线阵元，各个天线阵元连接后与所述远程接收单元连接；每个天线阵元包括一组传感器，且所述各个传感器之间并联；所述远程接收单元包括中央处理单元，控制电路，无线收发模块和电源；所述无线收发模块通过控制电路与中央处理单元连接；所述接收天线阵列将接收的测量信号传输给所述远程接收单元中的无线收发模块；所述中央处理单元与所述无线收发模块进行数据交互，并对测量信号进行检测，解码和数据处理，之后再通过所述无线收发模块将处理后数据发射，其中，对测量信号进行检测，解码和数据处理包括：设阵元编号为1#、2#.....N#，等间距阵元间距为d，发射机载波频率为ω，波长为λ，传播速度ν，则信号到达2#阵元较1#阵元的传播时间延迟为τ，延迟路程为u，则相邻阵元间延迟为假设所接收信号为X(t)，有用电磁信号s(t)，噪声n(t)，则有X(t)＝S(t)+n(t)   (2)其中：$X\left(t\right)=\left[\begin{array}{c}{x}_1\left(t\right)\\ x_2\left(t\right)\\ .\\ .\\ .\\ x_N\left(t\right)\end{array}\right],0\le t\le T---\left(3\right)$$S\left(t\right)=\left[\begin{array}{c}{s}_1\left(t\right)\\ s_2\left(t\right)\\ .\\ .\\ .\\ s_N\left(t\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}s(t-\tau )\\ s(t-2\tau )\\ .\\ .\\ .\\ s(t-\left(N-1\right)\tau )\end{array}\right],0\le t\le T---\left(4\right)$$n\left(t\right)=\left[\begin{array}{c}{n}_1\left(t\right)\\ n_2\left(t\right)\\ .\\ .\\ .\\ n_N\left(t\right)\end{array}\right],0\le t\le T---\left(5\right)$则观测到的信号的总响应为$X\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}s\left(t\right)e^{j(i-1)\psi }+\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{n}_i\left(t\right)---\left(6\right)$阵的响应方向图为：$A\left(\theta \right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{e}^{j(i-1)\psi }---\left(7\right)$其中，λ₀是x(t)的中心频率对应的波长。