Какие три различных режима поляризации существуют у радара с синтезированной апертурой (SAR)?

1. Что такое SAR?Поляризация?
Поляризация: H — горизонтальная поляризация; V — вертикальная поляризация, то есть направление колебаний электромагнитного поля. Когда спутник передает сигнал на Землю, направление колебаний радиоволны может быть задано различными способами. В настоящее время используются следующие:

Горизонтальная поляризация (H — горизонтальная): Горизонтальная поляризация означает, что когда спутник передает сигнал на Землю, направление колебаний его радиоволны горизонтальное. Вертикальная поляризация (V — вертикальная): Вертикальная поляризация означает, что когда спутник передает сигнал на Землю, направление колебаний его радиоволны вертикальное.

Передача электромагнитных волн делится на горизонтальные (Г) и вертикальные (В) волны, а прием также делится на Г и В. В радиолокационной системе, использующей линейную поляризацию Г и В, для обозначения поляризации передачи и приема используется пара символов, поэтому она может иметь следующие каналы: ГХ, ВВ, ГВ, ВГ.

(1) HH - для горизонтальной передачи и горизонтального приема

(2) VV - для вертикальной передачи и вертикального приема

(3) ВН - для горизонтальной передачи и вертикального приема

(4) VH - для вертикальной передачи и горизонтального приема

Первые две из этих комбинаций поляризации называются сходными поляризациями, потому что поляризации передачи и приема одинаковы. Последние две комбинации называются кросс-поляризациями, потому что поляризации передачи и приема ортогональны друг другу.

2. Что такое одинарная поляризация, двойная поляризация и полная поляризация в SAR?

Однополяризация обозначается как (HH) или (VV), что означает (горизонтальная передача и горизонтальный прием) или (вертикальная передача и вертикальный прием) (в области метеорологических радаров обычно используется обозначение (HH)).

Двойная поляризация подразумевает добавление еще одного режима поляризации к одному режиму поляризации, например, (HH) горизонтальная передача и горизонтальный прием + (HV) горизонтальная передача и вертикальный прием.

Технология полной поляризации является наиболее сложной, требующей одновременной передачи H и V, то есть одновременного существования четырех поляризационных режимов (HH) (HV) (VV) (VH).

Радиолокационные системы могут иметь разный уровень сложности поляризации:

(1) Однополяризация: HH; VV; HV; VH

(2)Двойная поляризация: HH+HV; VV+VH; HH+VV

(3) Четыре поляризации: HH+VV+HV+VH

Радары с ортогональной поляризацией (т.е. с полной поляризацией) используют эти четыре поляризации и измеряют разность фаз между каналами, а также амплитуду. Некоторые радары с двойной поляризацией также измеряют разность фаз между каналами, поскольку эта фаза играет важную роль в извлечении информации о поляризации.

Радиолокационные спутниковые снимки. С точки зрения поляризации, различные наблюдаемые объекты рассеивают волны разной поляризации для волн разной поляризации падающих волн. Поэтому космическое дистанционное зондирование может использовать несколько диапазонов для увеличения информационного содержания или использовать различные поляризации для повышения точности идентификации целей.

3. Как выбрать режим поляризации спутника с радаром с синтезированной апертурой (SAR)?

Опыт показывает, что:

Для применения в морских условиях более чувствительна HH-поляризация L-диапазона, тогда как VV-поляризация C-диапазона лучше;

Для слаборассеивающих травяных покровов и дорог горизонтальная поляризация приводит к большим различиям между объектами, поэтому в космических РЛС с синтезированной апертурой, используемых для картирования местности, применяется горизонтальная поляризация; для местности с шероховатостью, превышающей длину волны, явных изменений HH или VV не наблюдается.

Сила эхо-сигнала от одного и того же объекта при разных поляризациях различна, как и тон изображения, что увеличивает объем информации для идентификации целевого объекта. Сравнение информации при одинаковой поляризации (HH, VV) и перекрестной поляризации (HV, VH) может значительно увеличить информативность радиолокационного изображения, при этом разница в информации между поляризационными эхо-сигналами от растительности и других различных объектов более чувствительна, чем разница между различными диапазонами.
Таким образом, в практических приложениях соответствующий режим поляризации может быть выбран в зависимости от различных потребностей, а комплексное использование нескольких режимов поляризации способствует повышению точности классификации объектов.