在石油钻井过程中同步测量钻头处的地质参数,可以为旋转导向钻井提供尽可能精确的实时数据,使钻头准确穿越油气储层,提高油气采收率。随钻电磁波电阻率测量仪器以其精确的地层电阻率测量能力、良好的可靠性成为随钻测量数据中必不可少的部分。本课题组目前已经通过单发双收仪器结构定性分析了电磁波测量电阻率的可行性,因此本文进一步设计一种电磁波电阻率测井仪测量系统,能够实际测量幅值比、相位差和特征电阻的关系。测量系统是本设计的核心内容,并考虑到优于课题组之前成果,最终将仪器定位于具有实用价值的紧凑型电磁波电阻率测井仪。主要工作如下:针对一种电磁波电阻率测井仪的结构以及对应的数据处理方式选取,本文进行了理论分析。首先,对单发双收结构测井仪进行理论分析,以及对紧凑型测井仪的工作原理进行分析。然后,详细地分析了正交采样算法的可行性。最终,确定本文设计测量系统的应用对象和主要数据处理方式。针对测井仪硬件电路,本文通过仿真、电子辅助软件设计硬件电路的基本结构。完成了信号发生电路、信号滤波电路、信号放大电路、信号采集电路、数字处理系统电路等功能电路设计,并能稳定可靠工作。针对测井仪功能实现,本文通过软件编程实现了各部分的要求。完成了基于现场可编程逻辑控制器(FPGA)的系统工作时序控制和部分器件控制、数字频率合成器(DDS)的信号频率控制,基于Matlab的低通滤波器设计,基于数字信号处理芯片(DSP)的幅值比和相位差提取算法的实现、数据存储以及与PC机通信等内容。针对测井仪性能检测,本文通过电阻环实验对本文设计的测量系统进行了实验。将实验结果与仿真结果进行对比,分析所设计测井仪性能满足原理样机要求,可进一步改进具有更高的实用价值。