在选择射频频率时,我们根据Chan的分析,可知海洋回波在L-波段以下是以Bragg散射为主导因素的海洋回波,而海洋表面的动力学参数可以根据回波的多普勒频移与波浪运动之间的关系得到。而在L-波段仍然可以看到浪花和水滴的效应,因此,我们选择了UHF频段作为我们的探测频段。同样由于我们采用的频率合成技术是数字直接合成(DDS)技术,而现今市场上功能最强大的DDS是ADI公司的AD9858和AD9910。它们都是最高2GHz(内部2分频)或直接1GHz为时钟参考的DDS芯片。根据DDS的原理,可知最高输出频率为参考时钟频率的40%。即在1GHz的参考频率下,最高只能产生400MHz的波形。为了工作的可靠性,我们最终选择的雷达探测频率是UHF波段中的300~330MHz。这样既满足海洋动力学参数的探测需要,而且现有的器件也能满足系统的设计要求。
而好的中频选择使镜像频率远离有用信号,有利于抑制镜像频率干扰,利于输出中频信噪比,也有利于提高接收机的灵敏度。选择合理的中频,能够大大减少组合频率干扰,满足后续信号处理的要求。因此,中频的选择主要依据接收机对主要干扰的抑制和滤波器的可实现性。
从分析混频输出的组合频率干扰入手,由于混频器的非线性,混频的产物中将会包含一些组合频率成分,经混频器输出的频率成分可以表示为:
这里,f0为本振信号频率,fn为干扰信号频率,m和n为任意正整数,它们分别表示本振频率和干扰信号频率的谐波次数。若满足f≈f IF,则组合频率的干扰信号就会进入中频放大器,从而产生不必要的干扰成分。选择低中频混频方案,中频可表示为本振频率与输入信号频率的差值形式,即f IF=fn-f0。进一步改写式(3-3),得:(www.xing528.com)
上式说明,当中频f IF一定时,只要信号频率接近上式所得值,且在接收机的通频带范围内,就有可能对有用信号产生组合频率干扰。用不同的m和n值,算出相应的fn/f0值,可得如表3-1所示的数值。
表3-1 可能产生组合频率干扰的信号
在UOSDR设计方案中,接收信号的频率范围是300~350MHz,若选用90MHz的中频频率,则接收信号与中频信号的频率比值为3.3~3.9。从上表可以看出,并没有落入这个范围的组合频率点,因此镜频干扰基本上可以不考虑。
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