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 в космическом дистанционном зондировании можно использовать несколько диапазонов для увеличения информативности или использовать разные 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 участков 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 участков 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.