-80~-10dBm第章係統測試與現場實驗·147·5UOSDR第5章UOSDR係統測試與現場實驗本章主要闡述近岸超高頻海洋表麵波雷達係統中模擬UOSDR前端模塊、頻率綜合器模塊、同步控製器模塊以及其他數字模塊的測試和結果,其測試分為模塊指標測試和係統閉環測試。其中模擬前端模塊測試包括噪聲係數、靈敏度、動態範圍、增益、鏡像抑製特性、前端線性度特性、本振泄露、中頻抑製、中頻通帶特性等。頻率合成器模塊測試包括係統時鍾源短期穩定度與噪聲測試、射頻信號單頻和掃頻穩定度與噪聲測試、本振信號單頻和掃頻穩定度與噪聲測試。同步控製器模塊測試包括係統時鍾信號、幀同步信號、射頻觸發信號、本振觸發信號、\/采樣信號、射頻信號、本振信號、時ADUSB鍾信號間的同步測試。其他數字模塊測試包括\/采樣幅相穩定AD性測試、\/靈敏度和動態範圍測試、通信測試。而實驗室ADUSB2.0閉環測試包括\/對中頻信號進行采樣幅相穩定性測試,用射頻延AD時模擬海洋回波測試。
在完成這些測試的基礎上,於年在海南省陵水縣針對不同2007距離分辨率、不同雷達波掠入角、不同極化方式的現場原理性驗證實驗。
·148·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計5.1模擬前端模塊測試5.1.1靈敏度測試調試開始時,先在端口輸入的正弦信號。調整電LO210MHz平,使混頻器的本振輸入電平為。在端口輸入5dBmRF300MHz的正弦信號,電平暫時調整為。調節頻譜分析儀,使中心-100dBm頻率為,掃頻範圍左右,分析帶寬()和視頻帶寬90MHz1MHzRBW()為。調節端口信號電平,保持輸出信噪比高VBW9.1kHzRFIF於。因為我們選定的\/芯片的分層量化電平為10dBAD61μV(),因此我們必須保證輸出中頻信號大於,此時的-71dBm-71dBm頻譜儀如圖所示。
5-1圖射頻輸入為時,中頻輸出信號強度5-1-100dBm第章係統測試與現場實驗·149·5UOSDR圖前端增益約為時,中頻輸出噪聲強度5-240dB從圖和圖中可以看出,在射頻輸入為時,5-15-2-100dBm測得中頻信號約,則中頻信號信噪比為:-60.41dBmSNR(\/)=-60.41dBm--132.09dBmHz+10log101MHz=11.68dB則可知,實驗室測定的接收機靈敏度為。
-101.68dBm5.1.2模擬前端增益數字化接收機的前端增益,與使用的\/的量化噪聲有關。為AD了防止在最小接收信號電平時,\/的量化噪聲指標的惡化,接收AD機模擬前端的總增益應足夠高,送到\/輸入端的最小信號電平AD加上前端電路的熱噪聲電平至少應大於一個\/量化分層電壓。
AD於是,我們可以得到增益G()=-71dBm--111.68dBm=40.
。
68dB·150·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計在實際工作中,我們可以根據環境需要,通過壓控放大器來控製中頻增益,在保證\/正常采樣的前提下,接收機模擬前端增益AD一般設計在之間。
30~60dB5.1.3動態範圍、模擬前端線性度雷達的動態範圍主要表現雷達所能接收的信號強弱的變化幅度。當接收機前端接收的信號幅度太大時,容易引起中頻放大器的非線性失真。同時中頻放大濾波後輸入\/輸入端的最大信號不AD能超過\/的滿程電平。因為接收機的模擬前端增益可調,所以對AD應不同的前端增益接收機的動態範圍也是不同的。首先我們測試係統的當前增益。
當射頻信號輸入為時,中頻信號輸出幅度如圖-80dBm5-3所示,則接收機模擬前端增益為G。
≈39.4dB圖射頻輸入為時,中頻輸出信號強度5-3-80dBm不斷增大射頻信號強度,如圖所示,當射頻輸入信號為5-4第章係統測試與現場實驗·151·5UOSDR,此時增益為G()。則可-35dB''''=3.52dBm--35dBm=38.52dB知,模擬前端壓縮點為。所以前端的動態範圍是1dB-35dB63.
。
18dBm圖射頻信號輸入為時,中頻輸出信號強度5-4-35dBm雷達接收機的線性度是描述失真的技術指標,最希望出現的結果是輸出隨著輸入以增益為倍數線性變化,事實上係統的器件並沒有這麼理想,線性放大是相對的,非線性區總是存在的。在係統失真成分中,以三階互調失真最為嚴重。三階失真是三階非線性項產生的,是失真的主要成分,常用三階節點(IP)指標描述。可以通過3
壓縮點間接得到模擬前端的IIP。壓縮點比IIP低1dB31dB3。三階節點越高,係統的線性度越好。因為模擬前端的壓10dB1dB縮點為,可以預測對應的輸入三階節點為。
-35dBm-25dBm·152·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計5.1.4鏡像抑製特性測試一個頻率等於模擬前端鏡像頻率的無用信號輸入電平,使模擬前端的輸出電平等於基準靈敏度時的輸出電平,這個無用信號輸入電平與基準靈敏度之比,即為鏡頻抑製比,用表示。
dB設模擬前端的本振頻率為,中頻為,則對應鏡210MHz90MHz像頻率為。調節輸入信號頻率為,強度為120MHzRF120MHz,如圖所示,此時中頻信號電平為。則模-30dBm5-5-70.4dBm擬前端的鏡頻抑製比為:()。
39.4dB--70.4dBm+30dBm=79.8dB圖鏡頻強度為時,中頻輸出強度5-5-30dBm第章係統測試與現場實驗·153·5UOSDR5.1.5中頻通帶特性測試調整信號源工作模式為掃頻方式,使其產生299.5~300.5MHz的信號,輸入到接收機射頻輸入端,輸入采用的固定頻LO210MHz率。中頻輸出軌跡如圖所示。
5-6圖中頻輸出軌跡5-6可見,帶寬為,帶寬為,曲線光滑,無毛1dB700kHz3dB900kHz刺,能滿足設計要求。
·154·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計5.2頻率綜合器模塊測試5.2.1係統時鍾源短期穩定度和噪聲測試雷達係統是一個全相參雷達,所以整個係統采用同一UOSDR個的有源晶振作為係統的時鍾源。係統通過80MHzADF4360-7鎖相環將頻率鎖到,作為後續兩片高性能芯80MHz960MHzDDS片的參考時鍾。而係統的工作波形就是由這兩片芯AD9858DDS片產生。通過頻譜分析儀測試,如圖所示,為係統時5-780MHz鍾的相位噪聲。
圖時鍾源的相位噪聲5-780MHz第章係統測試與現場實驗·155·5UOSDR輸出的參考時鍾的相位噪聲如圖所示。
PLL960MHz5-8圖參考時鍾的相位噪聲5-85.2.2射頻信號單頻和掃頻穩定度與噪聲測試采用了先進的技術,芯片內部有一個高速的、高AD9858DDS性能的,能夠形成一個數位可編程的、完整的高頻合成器DACDDS係統,當參考時鍾達到時,有能力產生頻率到的模1GHz400MHz擬正弦波。對於一個係統來說,的一個優點就是具有DDSAD9858工作靈活性的模擬頻率合成技術,可以產生高頻率分辨率的精密頻率信號,並具有快速頻率跳變、快速穩定時間和自動頻率掃描等功能。因此雷達係統的發射和本振信號都是由公司的UOSDRADI高性能芯片產生。
DDSAD9858·156·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計5.2.2.1射頻單頻測試可以通過程序來確定是工作在單頻模式還是頻率掃頻模AD9858式。為了保證雷達係統的性能,我們先通過芯片產生的單頻信號DDS來進行驗證。射頻頻率設置為,如圖和圖所示。
320MHz5-95-10圖射頻信號單頻幅度5-9320MHz圖射頻單頻相位噪聲5-10320MHz第章係統測試與現場實驗·157·5UOSDR5.2.2.2射頻掃頻測試在對產生的單頻信號測試後,我們用產生AD9858AD9858雷達係統所需的線性調頻信號。圖為頻譜儀實測的UOSDR5-11產生的射頻發射所需的線性調頻信號。
AD9858UOSDR圖射頻產生的掃頻信號和掃頻軌跡測試5-11AD9858RF在圖中,譜圖中心頻率為,顯示帶寬為。
5-11320MHz40MHz從圖中可以看出,線性調頻信號的輸出頻率範圍是,315~325MHz線性調頻信號幅度大於,通帶內幅度變化小於,無雜散3dBm0.8dB動態範圍為,掃頻時間設置為。
57.34dB0.02s5.2.3本振信號單頻和掃頻穩定度與噪聲測試與測量射頻相同,我們對本振信號也進行了對應的測量。
·158·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計5.2.3.1本振單頻測量此時本振信號中頻為。圖和圖為225MHz5-125-13產生的單頻信號幅度和相位噪聲測試。
AD9858圖本振信號單頻幅度5-12225MHz圖本振信號單頻相位噪聲5-13225MHz第章係統測試與現場實驗·159·5UOSDR5.2.3.2本振掃頻測量在圖中,譜圖中心頻率為,顯示帶寬為。
5-14230MHz40MHz從圖中可以看出,線性調頻信號的輸出頻率範圍是,225~235MHz線性調頻信號幅度大於,通帶內幅度變化小於,無-6.9dBm0.63dB雜散動態範圍為,但是由於頻點上存在係統時-62.51dB240MHz鍾源()的諧波,導致在這個頻點上無雜散動態範圍性能下降80MHz到。
-40.20dB圖本振產生的掃頻信號和掃頻軌跡測試5-14AD9858LO·160·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計5.3同步控製器模塊測試因為我們的雷達是相幹係統,因此雷達係統的所有控UOSDR製信號需要有嚴格的時序關係,在正式實驗之前,需要對所有控製信號進行測量,這是整個雷達係統正常工作的基礎。如前所述,雷達係統需要的控製信號有:發射觸發信號、本振觸發信號、幀同步信號、\/采樣時鍾、鎖相環參考時鍾和時鍾。其中,係統時鍾ADFIFO頻率為,發射觸發信號和本振觸發信號以及幀同步信號周期80MHz均為,采樣信號頻率為,單片機係統時鍾為。
20ms40MHz24MHz下麵對所有產生的信號進行測量。
5.3.1係統時鍾信號與幀同步信號根據雷達係統的要求,係統時鍾信號和幀同步信號之間同樣需要保證穩定的相位關係。圖顯示為示波器實測的係統5-15時鍾源與幀同步間的相位關係。通道為幀同步信號,通道80MHz2為的係統時鍾源。
180MHz第章係統測試與現場實驗·161·5UOSDR圖時鍾源與幀同步間的相位關係5-15圖顯示的是實測的工作時鍾與幀同步間的相5-16FPGA40MHz位關係。通道為幀同步信號,通道為工作時鍾。
12FGPA40MHz圖的工作時鍾與幀同步間的相位關係5-16FPGA40MHz·162·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計由圖和圖可知,幀同步與這個時鍾係統的相位關5-155-16係恒定,滿足係統設計要求。
5.3.2射頻觸發信號與本振觸發信號發射觸發信號和本振觸發信號是用來控製發射和本振的線性調頻信號的產生,均為上升沿觸發。圖和圖為示波器5-175-18觀察的發射觸發信號和本振觸發信號間的相位關係。
圖發射觸發信號與本振觸發信號的全局關係5-17第章係統測試與現場實驗·163·5UOSDR圖射頻觸發信號與本振觸發信號的上升沿5-18從圖和圖可以看出,發射觸發信號和本振觸發信5-175-18號之間有非常穩定的相位關係,可以保證芯片能夠全相參工DDS作。通道為本振觸發信號,通道為射頻觸發信號。
125.3.3觸發信號與A\/D采樣信號根據雷達係統的要求,采樣脈衝和發射、本振\/射頻觸發信號之間同樣需要保證穩定的相位關係。圖所示為示波器實測的采5-19樣脈衝和觸發脈衝間的相位關係。通道為射頻觸發脈衝信號,通1
道為中頻采樣工作時鍾。
240MHz·164·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖射頻觸發脈衝間和采樣脈衝5-195.3.4觸發信號與射頻、本振信號為了保證雷達係統為相幹係統,達到雷達係統的設計要求,就要求射頻觸發信號、射頻波形信號、本振觸發信號以及本振波形信號間存在穩定的相位關係。如圖所示為示波器實測的射頻觸5-20發信號、射頻波形信號、本振觸發信號以及本振波形信號間的相位關係。
第章係統測試與現場實驗·165·5UOSDR圖觸發信號與波形間的相位關係5-20圖中的通道為射頻觸發信號,通道為射頻波形,通道為本134振波形。從圖可以看出,在觸發信號的上升沿,發射波形和5-20本振波形都保持穩定。發射信號和本振信號的質量很好,瞬時均為光滑正弦波,同時在示波器的顯示中,兩者之間相差恒定,表明發射信號和本振信號為相幹信號。
5.3.5幀同步信號與單片機時鍾信號在相幹雷達係統中,為了保證後續數據采集的準確性,需要幀同步信號和單片機時鍾之間同樣存在穩定的相位關係。如圖5-21所示為示波器的實測結果。通道為幀同步信號,通道為單片機12主時鍾。
·166·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖幀同步與時鍾信號的相位關係5-21USB從圖可以看出,在幀信號的上升沿,幀信號和單片機時鍾5-21之間存在穩定的相位關係,滿足相幹雷達係統的實際需求。
5.4數字中頻處理測試詳細見“的數字中頻處理器性能”小節。
4.6.5UOSDR第章係統測試與現場實驗·167·5UOSDR5.5USB2.0通信測試穩定、高速、無丟幀、無誤碼地傳輸數據是整個係統的最後環節,也是係統的最終目的。經過測試表明,與間傳CY7C68013APC輸的最大速度為,完全滿足要求。數據也無誤碼,通道數據17Mbps也沒有錯位,更無丟幀現象出現。
5.6實驗室閉環測試實驗室的閉環實驗是現場實驗的前提條件,以此驗證整個雷達係統的可行性。在實驗室環境下,通過對發射信號相UOSDR對本振信號的時延來模擬海洋回波。實驗室的閉環實驗包括兩部分,即發射信號相對本振無延時的測試和發射信號對本振信號有一定延時的測試。
5.6.1無延時測試發射信號相對於本振信號沒有延時,意味著發射信號和本振信號直接進行混頻。在前麵的分析中,我們知道,兩個線性調頻信號直接混頻後的結果為一單頻信號。因為沒有延時,也就是混頻後的頻率為選定的中頻。將此模擬中頻信號通過的采樣90MHz40MHz頻率對其進行帶通采樣,采樣後的數據通過口傳輸至機,USBPC·168·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計進行兩次處理,得到距離和流速信息。如圖所示為無延FFT5-22時測得的距離譜和多普勒譜。
圖係統無延時采樣的距離譜5-22圖係統無延時采樣的多普勒譜5-23圖中距離譜上對應探測目標雷達距離為零。從圖中可以5-22看出,信噪比大於,滿足係統設計要求,可以提取目標距離信50dB息。
第章係統測試與現場實驗·169·5UOSDR上述采樣過程重複多次,對每次采樣的距離譜中,在同一距離元上做第二次得到探測目標多普勒譜,即目標的速度信息。在FFT我們的實驗室環境中,閉環實驗模擬的回波信號沒有延時,因此第二次對應的頻率應該在零頻。從圖可以看出,多普勒譜FFT5-23上的峰值恰好處於零頻,說明流速提取過程正確。同時也可以看出,多普勒譜的信噪比大於。
60dB在前麵的接收機設計中,我們指出了接收機的幅度穩定度和相位穩定度同樣是重要的問題。在這裏,我們通過測試中頻信號的相位和幅度特性來判斷雷達係統的穩定度。在實驗室閉環測試中,接收機的輸入信號是由產生的線性調頻信號,其幅度穩定。因為DDS係統是相幹係統,所以兩個相幹的線性調頻信號混頻後為一個幅度和相位相對穩定的單頻信號,因此隻需測量此中頻信號的幅度和相位穩定度即可判斷雷達係統是否穩定。圖和圖為無延5-245-25時混頻後的中頻信號距離譜上同一個距離元回波對應的相位和幅度特性。
圖係統無延時的同距離的幅度譜5-24·170·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖係統無延時的同距離的相位譜5-25從圖和圖可以看出,係統的相位變化為5-245-25-149.7~,相位變化小於;幅度變化為,幅度-149.30.4rad108.892~108.902變化小於,滿足係統設計要求。
0.01dB5.6.2任意延時測試完成無延時的閉環實驗之後,需要通過延時來模擬海洋回波以驗證係統的有效性。根據對雷達探測距離的要求,接收到的中頻信號帶寬應小於(對應探測距離公裏)。為了進一步驗證雷5kHz1.5達係統的有效性,我們模擬的海洋回波延時,則延時對應中頻頻7μs偏,所有的驗證過程同無延時驗證過程相同。圖到4.375kHz5-26圖所示為有延時的閉環實驗測試結果。
5-29第章係統測試與現場實驗·171·5UOSDR圖係統有延時的距離譜5-26圖係統有延時的多普勒譜5-27·172·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖係統有延時的同距離的幅度譜5-28圖係統有延時的同距離的相位譜5-29第章係統測試與現場實驗·173·5UOSDR從圖到圖可以看出,有延時的閉環實驗結果與無5-265-29延時的閉環實驗結果大致相當,除距離譜上延時的頻偏之外,其他結果相差不大。因為實驗室條件限製,無法模擬有流速的海洋回波,所以多普勒譜的峰值還是在零頻。多普勒譜結果的信噪比達以上,同一距離上回波的幅度變化約為,相位變化約為70dB0.01dB。
0.1rad5.7UOSDR係統現場實驗在完成實驗室內的全部閉環實驗後,於年月開始在海200710南省陵水縣香水灣海灘進行功能驗證實驗。實驗內容包括:()驗證係統的整體設計方案的可行性;1UOSDR()驗證的波形參數設計正確性;2UOSDR()驗證係統的數字中頻處理方法的正確性與實時性。
3UOSDR這次實驗基地就選在陵水縣香水灣。我們租用了香水灣度假酒店的一個海上娛樂的木屋,如圖所示。木屋離海大約5-3020米。如圖至圖分別為雷達設計係統和收發天5-315-33UOSDR線係統。在圖和圖中,為頻率合成板;為通道數5-315-32①②8字板;為模擬前端板;為槽位互連總線背板;為發射機③④10⑤24V開關電源;為發射機();為雷達主控機;⑥5W300~350MHz⑦PC為雷達顯示器;為多電壓輸出線性電源;為天線電纜。
⑧PC⑨⑩·174·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖實驗租用的小木屋5-30圖硬件係統設計圖硬件係統設計5-31UOSDR15-32UOSDR2圖雷達天線係統5-33UOSDR第章係統測試與現場實驗·175·5UOSDR由於月份為海南的雨季,所以香水灣海域的海況變化非常頻11繁,大風大浪時有發生,給我們前期實驗準備工作帶來了很多困難。
5.7.1UOSDR係統的海洋回波譜經過實驗參數的調整,在年月日下午點終於收到久200711144違的海洋回波。如圖所示為雷達係統收到的海洋回波譜圖。
5-34圖米處海洋多普勒譜,距離分辨率為米5-3415015當時的風浪比較大,如圖所示。多普勒譜出現在高頻地5-35波雷達中,不曾出現一階峰越過零頻的現象,如圖所示。主要5-36原因是由於與雷達發生作用的海浪速度很大,產生的多普勒Bragg頻移相應的增大,最後大到移過零頻。
·176·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖月日海邊海況照片5-351114圖米處多普勒譜,距離分辨率為米5-3615015相同距離,不同距離分辨率得到的海洋多普勒譜圖,分別如圖到圖所示。
5-375-39第章係統測試與現場實驗·177·5UOSDR圖距離分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-3710300圖距離分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-3815300·178·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖距離分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-3930300相同的距離分辨率下,在不同距離上的多普勒譜圖分別如圖到圖所示。從圖中可以發現,在雷達近距離處海浪的能5-405-44量主要集中在朝向雷達方向上。隨著距離的增加,朝向雷達方向的海浪能量逐漸減弱,而背離雷達方向的海浪能量逐漸增強,在一定的距離上達到平衡,如圖所示。
5-42第章係統測試與現場實驗·179·5UOSDR圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-401030圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-411040·180·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-421070圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-4310110第章係統測試與現場實驗·181·5UOSDR圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-4410130當海況相對比較平緩時,海洋多普勒譜中的一階峰就特別明顯。如圖到圖所示。
5-455-53圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-4530180·182·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-4630450圖分辨率為米,海洋距離多普勒譜5-4730-第章係統測試與現場實驗·183·5UOSDR圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-4830180圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-4930450·184·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖分辨率為米,海洋距離多普勒譜5-5030-圖分辨率為米,米處的海洋多普勒譜5-5130210第章係統測試與現場實驗·185·5UOSDR圖分辨率為米,米處海洋多普勒譜5-5230300圖係統接收到的海洋回波譜,距離分辨率為米5-53UOSDR30·186·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計從圖和圖可以看出,在和處的海洋一5-515-52210m300m階峰非常明顯。處的一階峰信噪比高達,處的信噪210m50dB300m比也大於。與高頻地波雷達的海洋回波譜相比,海洋回45dBUHF波譜中不僅有很強的一階峰,而且二階譜成分也非常豐富,這都為從回波譜中提取海洋狀態信息提供了可能。
圖高頻雷達探測到的多普勒譜,距離分辨率為公裏5-545實驗使用參數為:()雷達發射頻率為;1300MHz()發射功率為;25W()收發天線都為天線;3Yagi()距離分辨率為、和可調;410m15m30m()脈衝重複周期為;520ms第章係統測試與現場實驗·187·5UOSDR()\/采樣時鍾為;6AD40MHz()係統中頻為;790MHz()抽取因子為。
8DDC2500在係統可以收到穩定的海洋回波後,我們進行了後續UOSDR的其他探測實驗。
5.7.2不同岸邊風速對應的表麵流速年月日,我們在手持式氣象測風儀的配合下,對海洋2008113表麵流速進行了反演,試圖構造海麵風速與表麵流速之間的關係。
如圖所示為現場測風速情況,當天風速較大,適合測風實驗。
5-55實驗從:開始,到:結束。每分鍾測量一次岸邊風速,測143416005風方式使用分鍾平均風速。
1圖手持式氣象風速計測量岸邊風速5-55因為海洋對電波的散射現象,我們可以根據圖,同Bragg5-56一距離()上一階峰的位置來計算當時的流速。由於270mBragg·188·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計係統的相幹積累時間是,所以在分鍾的測速時間內,UOSDR5s1係統進行了次的相幹積累。於是我們將這次相幹處UOSDR1212理得到的流速進行平均,得到分鍾內的平均徑向流速。表為15-1分鍾平均風速與流速對照。圖到圖為不同時1Bragg5-575-71間的海洋回波多普勒譜圖。
表平均風速與徑向流速對比5-1Bragg時間風向平均風速\/平均流速(\/)msBraggms:東北風14346.3-0.203:東北風14405.6-0.220:東北風14455.1-0.098:東風14505.5-0.098:東偏北風14554.8-0.106:東偏北風15005.8-0.130:東偏北風15054.6-0.187:東北風15104.9-0.195:東北風15155.9-0.334:東偏北風15205.4-0.049:東風15255.5-0.220:東風15305.8-0.057:東北風15356.2-0.171:東北風15406.4-0.277:東北風16006.4-0.130第章係統測試與現場實驗·189·5UOSDR圖海洋回波的多普勒譜5-56圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-57143427030·190·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-58144027030圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-59144527030第章係統測試與現場實驗·191·5UOSDR圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-60145027030圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-61145527030·192·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-62150027030圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-63150527030第章係統測試與現場實驗·193·5UOSDR圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-64151027030圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-65151527030·194·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-66152027030圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-67152527030第章係統測試與現場實驗·195·5UOSDR圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-68153027030圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-69153527030·196·超高頻海洋表麵動力學參數探測雷達係統設計圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-70154027030圖在:時米處的海洋回波多普勒譜,距離分辨率為米5-71160027030另外,在年月日:測的風速為\/,東北風,200811415357.4ms與之對應的海洋流速為\/。
-0.423ms第章係統測試與現場實驗·197·5UOSDR由於係統樣機及經費的原因,目前隻有一個接收天線,UOSDR所以無法用陣列天線的方法來得到海流的角度信息,也就無法得到海洋流速的正確估計。從表也可以看出,在測得風速大致相同5-1的情況下,係統反演的海洋流速卻相差甚大。其中可能的原因是,與雷達波長產生散射的波浪的波長很小,所以受外界的影響Bragg比較敏感,因此很容易因為傳播方向發生了變化,其徑向速度也隨之發生變化,當傳播方向變為切線方向時,徑向速度可能從正常流速變為接近。