[0001] 本申请涉及随钻方位电磁波电阻率仪器技术领域，具体涉及一种信号频率获取方法以及信号频率获取装置。

[0002] 随钻方位电磁波电阻率测井仪包含发射线圈和接收线圈，应用过程中发射天线发射固定频率(比如：400kHz、2MHz)的信号，接收天线接收相应的发射信号。但是接收天线接收信号时，信号的频率可能发生偏移，所以此时的接收信号的频率和发射信号的频率不一致。需要通过相应算法计算确定信号的频率。

[0003] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

[0046] 为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

[0047] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0048] 图1为本申请一实施例的信号频率获取方法的流程示意图。

[0049] 如图1所示的信号频率获取方法，用于随钻方位电磁波电阻率仪器，其特征在于，所述信号频率获取方法包括：

[0050] 获取采样点数据；

[0051] 对获取的采样点数据进行分组，从而形成至少四组采样组；

[0052] 对每组采样组进行自相关计算，从而获取自相关参数；

[0053] 根据所述自相关参数计算接收信号频率以及相位信息。

[0054] 通过本申请的信号频率获取方法能够解决在随钻方位电磁波电阻率仪器测井过程中，接收线圈接收信号与发射线圈发射信号频率不同步问题。通过频率同步算法研究，可以获得精确的接收信号频率，以便后续获取接收信号的振幅和相位信息。

[0055] 在本实施例中，所述根据所述自相关参数计算接收信号频率以及相位信息采用如下公式获取：

[0056] 其中，

[0057] f0′为接收到的信号频率、Nf0为采样频率、angle表示求取复数相位角的函数、a表示与接收信号频率和相位直接相关的第一参数；b表示与接收信号频率和相位直接相关的第二参数；c表示与接收信号相位直接相关的第三参数；d表示与接收信号相位直接相关的第四参数、 为接收信号相位角信息，所述a、b、c、d组成所述自相关参数。

[0058] 在本实施例中，所述自相关参数包括第一参数、第二参数、第三参数以及第四参数；

[0059] 所述分别对每组采样组进行自相关计算，从而获取自相关参数包括：

[0060] 第一参数、第二参数、第三参数以及第四参数采用如下公式获取：

[0061] 其中，

[0062]

[0063] z1＝2N‑4y1,z2＝2N‑4y2,z3＝2N‑4y3,z4＝2N‑4y4；

[0064] N表示每组采样组中数据个数、y1为第一组采样组数据自相关计算结果，反映第一组采样组数据的自相关性、y2为第二组采样组数据自相关计算结果，反映第二组采样组数据的自相关性、y3为第三组采样组数据自相关计算结果，反映第三组采样组数据的自相关性、y4为第四组采样组数据自相关计算结果，反映第四组采样组数据的自相关性、a表示与接收信号频率和相位直接相关的第一参数；b表示与接收信号频率和相位直接相关的第二参数；c表示与接收信号相位直接相关的第三参数；d表示与接收信号相位直接相关的第四参数、所述a、b、c、d组成所述自相关参数，z1表示与第一组采样组数据自相关计算结果(y1)相关的参数，z2表示与第一组采样组数据自相关计算结果(y2)相关的参数，z3表示与第一组采样组数据自相关计算结果(y3)相关的参数，z4表示与第一组采样组数据自相关计算结果(y4)相关的参数，A表示与第一组、第二组、第三组采样组数据自相关计算结果(y1、y2、y3)相关的参数，B表示与第一组、第二组、第三组、第四组采样组数据自相关计算结果(y1、y2、y3、y4)相关的参数，C表示与第二组、第三组、第四组采样组数据自相关计算结果(y2、y3、y4)相关的参数，z1、z2、z3、z4、A、B、C均为简化a、b、c、d的表达而引入的中间参数。

[0065] 在本实施例中，所述y1、y2、y3、y4分别采用如下公式获取：

[0066] 其中，

[0067] N表示每组采样组数据的采样点数量、 Nf0为采样频率，f0′为接收到的信号频率、n表示采样数据中采样点的位置标记。

[0068] 在本实施例中，所述获取采样点数据包括：

[0069] 通过对接收端进行采样从而获取采样点数据，其中，所述采样点数据如下：

[0070] (n0,S(0)),(n1,S(1)),…(nN‑1,S(N‑1)),(nN,S(N)),(nN+1,S(N+1)),(nN+2,S(N+2))。

[0071] 在本实施例中，对获取的采样点数据进行分组，从而形成多组采样组包括：

[0072] 将所述(n0,S(0)),(n1,S(1)),…(nN‑1,S(N‑1)),(nN,S(N)),(nN+1,S(N+1)),(nN+2,S(N+2))进行分组，其中，第一组为第0个采样点至第N‑1个采样点；第二组为第1个采样点至第N个采样点；第三组为第2个采样点至第N+1个采样点；第四组为第3个采样点至第N+2采样点。

[0073] 在本实施例中，采用如下公式获取采样点数据：

[0074] 其中，

[0075] Nf0为采样频率，f0′为接收到的信号频率，此时f0′≠f0。

[0076] 下面以举例的方式对本申请进行进一步详细阐述，可以理解的是，该举例并不构成对本申请的任何限制。

[0077] 参见图3，在本实施例中，随钻方位电磁波电阻率仪器天线结构如图3所示，T1‑T4为发射天线，R1‑R4为接收天线，其中R1和R2为轴向接收天线，R3和R4为方位接收天线。图中展示了R1\R2分别接收来自T1和T4的信号，实际应用过程中R1\R2\R3\R4分别接收来自T1\T2\T3\T4的信号。可以理解的是，本申请的随钻方位电磁波电阻率仪器天线结构为现有技术，例如专利号为ZL202210621327.5，专利名称为一种随钻测量装置的标定方法中所描述的随钻测量装置。

[0078] 在本实施例中，假设发射信号为：

[0079]

[0080] 其中，f0为发射信号的频率， 为发射/接收信号的初始相位，接收端通过采样可以得到离散信号如下所示：

[0081]

[0082] 其中Nf0为采样频率，f0′为接收到的信号频率，此时f0′≠f0。通过采样可得离散信号，采样信号表示为：

[0083] (n0,S(0)),(n1,S(1)),…(nN‑1,S(N‑1)),(nN,S(N)),(nN+1,S(N+1)),(nN+2,S(N+2)),将上述采样点分为四组，第一组为0～N‑1采样点；第二组为1～N采样点；第三组为2～N+1采样点；第四组为3～N+2采样点。使用e指数函数表示为：

[0084]

[0085] 使用进行自相关计算，

[0086]

[0087] 其中：

[0088]

[0089] 对求和计算，得：

[0090]

[0091]

[0092] 并令z1＝2N‑4y1,z2＝2N‑4y2,z3＝2N‑4y3,z4＝2N‑4y4，则简化为:

[0093]

[0094] 通过消元法求式，可得：

[0095]

[0096] 其中， 通过对原始信号采样，并积分计算可以得到中a,b,c,d值。由可知：

[0097]

[0098] 上式中angle表示求取复数的相位角函数。

[0099] 在实际使用时，设置接收信号为正弦信号，设定振幅为1V，接收信号频率为f0′＝15Hz(在本实施例中，这里所取的接收信号频率为根据需求设置的验证频率，具体而言，因为此时在进行仿真验证，我们设置了接收端信号的频率为15Hz，此处仅为产生一个频率为
15Hz的信号。此时，发射端信号的频率为14Hz，接收端接收信号之前只知道发射端的频率，并不清楚接收端频率15Hz。故此处设置15Hz仅用于验证使用。)，初始相位为 上述信息为即将在接收端接收到的信号，接收信号时，我们并不清楚接收信号的频率，根据发射信号的频率为f0＝14Hz，所以根据Nyquist采样定理选取的采样信号频率为fs＝224Hz，具体而言，一般选取一个周期内采样点数16个，即16*14＝224Hz。使用采样频率采集19个点(N＝
16)，采集到信号如图4所示。

[0100] 通过自相关的积分计算，并结合(9)，可得

[0101]

[0102] 由(10)计算可知：

[0103]

[0104] 通过上述计算过程，可以准确获得接收信号的频率和相位信息。

[0105] 本申请还提供了一种信号频率获取装置，所述信号频率获取装置包括采样点数据获取模块、分组模块、自相关技术模块以及信号频率和相位信息获取模块，其中，[0106] 采样点数据获取模块用于获取采样点数据；

[0107] 分组模块用于对获取的采样点数据进行分组，从而形成至少四组采样组；

[0108] 自相关技术模块用于对每组采样组数据进行自相关计算，从而获取自相关参数；

[0109] 信号频率以及相位信息获取模块用于根据所述自相关参数计算接收信号频率和相位信息。

[0110] 本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器中存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如上所述的信号频率获取方法的步骤。

[0111] 本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可由电子设备执行的计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，能够实现如上所述的信号频率获取方法的步骤。

[0112] 可以理解的是，上述对方法的描述同样也适用于对装置的描述。

[0113] 图2是能够实现根据本申请一个实施例提供的信号频率获取方法的电子设备的示例性结构图。

[0114] 如图2所示，电子设备包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504以及输出接口505通过总线507相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线507连接，进而与电子设备的其他组件连接。具体地，输入设备501接收来自外部的输入信息，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到电子设备的外部供用户使用。

[0115] 也就是说，图2所示的电子设备也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1描述的信号频率获取方法。

[0116] 在一个实施例中，图2所示的电子设备可以被实现为包括：存储器504，被配置为存储可执行程序代码；一个或多个处理器503，被配置为运行存储器504中存储的可执行程序代码，以执行上述实施例中的信号频率获取方法。

[0117] 在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

[0118] 内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

[0119] 计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动，媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD‑ROM)、数据多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

[0120] 本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0121] 此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。第一、第二等词语用来标识名称，而不标识任何特定的顺序。

[0122] 附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，模块、程序段、或代码的一部分包括一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地标识的方框实际上可以基本并行地执行，他们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或总流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

[0123] 在本实施例中所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field‑Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

[0124] 存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现装置/终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

[0125] 在本实施例中，装置/终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

[0126] 需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其实并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

[0127] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。