SAR-polarisasiebeskryf die oriëntasie van die elektromagnetiese veld wat deur 'n sintetiese diafragma-radarstelsel uitgesaai en ontvang word. Omdat verskillende oppervlaktes en strukture horisontale en vertikale velde verskillend versprei, is polarisasie een van die nuttigste veranderlikes vir die interpretasie van SAR-beelde.
Hierdie gids verduidelik die vier lineêre polarisasiekanale - HH, HV, VH en VV - en die drie algemeen gebruikte verkrygingsmodusse: enkelpolarisasie, dubbelpolarisasie en volle (kwad) polarisasie. Dit beskryf ook hoe ingenieurs 'n modus kies vir afstandwaarneming, radartoetsing en antennestelsel-evaluering.
Wat is SAR-polarisasie?
Die meeste ruimtegebonde SAR-stelsels gebruik horisontale (H) en vertikale (V) lineêre polarisasie. 'n Tweeletter-kanaalkode identifiseer eers die uitgesaaide polarisasie en tweedens die ontvangde polarisasie. Byvoorbeeld, HH beteken horisontale uitsaai en horisontale ontvang, terwyl HV horisontale uitsaai en vertikale ontvang beteken.
Polarisasie is belangrik omdat 'n teiken die invalpolarisasie kan behou, dit kan roteer of 'n deel van die terugvoer kan depolariseer. Oppervlakruheid, geometrie, diëlektriese eienskappe, golflengte, invalshoek en interne struktuur beïnvloed almal die gemete terugverstrooiing. Polarisasie moet dus saam met frekwensieband, kykgeometrie en gekalibreerde beelddata geïnterpreteer word.
Wat beteken HH, HV, VH en VV?
| Kanaal | Oordra | Ontvang | Klassifikasie |
|---|---|---|---|
| HH | Horisontaal | Horisontaal | Ko-gepolariseer |
| HV | Horisontaal | Vertikaal | Kruisgepolariseer |
| VH | Vertikaal | Horisontaal | Kruisgepolariseer |
| VV | Vertikaal | Vertikaal | Ko-gepolariseer |
HH en VV is kopolariseerde kanale omdat die stuur- en ontvangpolarisasies dieselfde is. HV en VH is kruispolariseerde kanale omdat die ontvangpolarisasie ortogonaal is tot die oorgedra polarisasie. In 'n gekalibreerde wederkerige monostatiese stelsel is HV- en VH-response dikwels soortgelyk, maar beide kanale word behou in volle polarimetriese metings.
Die Drie Hoof SAR Polarisasie Modusse
1. Enkelpolarisasie
'n Enkelpolarisasie-verkryging neem een kanaal op, meestal HH of VV. Dit bied laer datavolume en eenvoudiger verwerking wanneer een gevalideerde kanaal voldoende is. Die beperking is dat een kanaal minder inligting oor verstrooiingsmeganismes en teikenstruktuur verskaf.
2. Dubbele Polarisasie
'n Dubbelpolarisasie-verkryging neem twee kanale op. Algemene kombinasies sluit in HH+HV en VV+VH, waar die radar een polarisasie uitstuur en beide ko- en kruispolariseerde terugvoer ontvang. Sommige stelsels ondersteun ook 'n kopolpaar soos HH+VV. Dubbelpoldata voeg nuttige diskriminasie by terwyl datatempo- en verwerkingsvereistes meer hanteerbaar bly as volle polarimetrie. ESA verklaar dat Sentinel-1 VV+VH of HH+HV in sy dubbelpolarisasieskemas ondersteun.
3. Volle of Kwadpolarisasie
Volledige polarimetriese SAR teken HH, HV, VH en VV as komplekse kanale op. 'n Klassieke vierpolige radar stuur H en V in volgorde uit en ontvang beide H- en V-terugvoere, wat amplitude- en relatiewe fase-inligting behou. Dit ondersteun verstrooiingsmatriksanalise en gedetailleerde teikenontbinding, klassifikasie en karakterisering.
Die afweging is groter stelselkompleksiteit, kalibrasie-aanvraag, datavolume en verwerkingspoging. Afhangende van die sensor, kan volpol-werking ook 'n nouer strook of verskillende verkrygingsbeperkings behels. Kompakte polarisasie is nog 'n geldige SAR-argitektuur, maar dit verskil van die tradisionele enkel-, dubbel- en vierpol-lineêre modusse wat hier bespreek word.
Ko-polarisasie teenoor kruispolarisasie
Kopolariseerde kanale behou dikwels sterk terugsendings van oppervlaktes en strukture wat die oorgedra polarisasie handhaaf. Kruispolariseerde terugsendings dui daarop dat die verstrooiingsproses 'n deel van die polarisasietoestand verander het deur volumeverstrooiing, veelvuldige refleksies, komplekse geometrie of anisotropiese struktuur.
- Kalm water en gladde oppervlaktes:verskyn dikwels donker wanneer die meeste energie van die radar af weerkaats word; ruheid, wind en invalshoek kan terugverstrooiing verhoog.
- Plantegroei:Takke, stamme en blare skep volumeverstrooiing, dus kan kruispolkanale waardevolle strukturele inligting byvoeg.
- Stedelike gebiede:Geboue en grondoppervlaktes kan sterk kopol-opbrengste en dubbel-weerkaatsverstrooiing genereer, afhangende van oriëntasie en beeldgeometrie.
- Grond, sneeu en ys:vog, ruheid, diepte, golflengte en interne struktuur beïnvloed almal die polarisasierespons.
Dit is interpretasiebeginsels eerder as universele reëls. 'n Kanaal moet nie onafhanklik van radarband, invalshoek, resolusie, seisoen en kalibrasiekwaliteit gekies word nie.
Hoe om 'n SAR-polarisasiemodus te kies
| Vereiste | Praktiese beginpunt |
|---|---|
| Wye-area monitering of beperkte data volume | Enkelpool wanneer 'n gevalideerde kanaal aan die opsporingsdoelwit voldoen |
| Diskriminasie op grond van plantegroei, landbou of grondbedekking | Dubbelpolêre ko- en kruispolariseerde data vir bykomende verstrooiingsinligting |
| See-ys, oseaan- of vloedkartering | Kies HH- of VV-gebaseerde modusse volgens band, invalshoek en gevalideerde metode |
| Gevorderde klassifikasie of verstrooiingsontbinding | Volle quad-pol wanneer fase-gekalibreerde vierkanaalinligting benodig word |
Die beste modus is toepassingspesifiek. Ingenieurs moet inligtinginhoud vergelyk met dekking, resolusie, sein-tot-ruisverhouding, baan, herbesoektyd, verwerkingsbronne en kalibrasievermoë.
Antenne- en RF-oorwegings vir polarimetriese radar
Betroubare polarimetriese metings hang af van meer as net die verwerkingsalgoritme. Die antenna en RF-ketting moet stabiele werkverrigting in beide polarisasiekanale handhaaf. Belangrike parameters sluit in:
- bedryfsfrekwensie en oombliklike bandwydte;
- wins en stralingspatroonbalans tussen H- en V-poorte;
- hawe-tot-hawe isolasie en kruispolêre diskriminasie;
- amplitude en fasestabiliteit;
- VSWR, konnektorkoppelvlak en kabelkalibrasie;
- antenna-belyning, monteringsgeometrie en kalibrasieverwysingsvlak.
RF MISO voorradedubbelgepolariseerde horingantennas, breëband dubbelgepolariseerde horingantennasen ander RF-antenna-oplossings vir radar-, metings- en stelselintegrasiewerk. Modelkeuse moet altyd gebaseer wees op die huidige datablad en volledige toetsvereiste.
Gereelde vrae
Watter letter kom eerste in 'n SAR-polarisasiekode?
Die eerste letter identifiseer die oorgedra polarisasie en die tweede identifiseer die ontvangde polarisasie. HV beteken horisontale oordrag en vertikale ontvang.
Wat is die verskil tussen dubbelpol en vierpol SAR?
Dubbelpol teken twee kanale op, gewoonlik HH+HV of VV+VH. Kwadpol teken HH, HV, VH en VV op en bewaar die verwantskappe wat nodig is vir volledige polarimetriese analise.
Is een SAR-polarisasie altyd die beste?
Nee. Die nuttigste modus hang af van die teiken, radargolflengte, invalshoek, resolusie, omgewingstoestande en verwerkingsdoelwit.
Waarom is kruispol-kanale nuttig?
HV of VH kan verstrooiing openbaar wat die invallende polarisasie verander, veral volumeverspreiding en struktureel komplekse teikens soos plantegroei.
Gevolgtrekking
SAR-polarisasie beheer hoe 'n radar 'n teiken verlig en hoe die teruggekaatste veld gemeet word. HH en VV is kopolariseerde kanale, terwyl HV en VH kruispolariseer is. Enkelpool bied doeltreffendheid, dubbelpool voeg diskriminasie by, en volle vierpool bied die mees volledige lineêre polarimetriese datastel. Akkurate resultate vereis dat die verkrygingsmodus, antennastelsel, kalibrasiemetode en toepassingsvereistes saam oorweeg word.
Vir antenna-keuse of polarimetriese RF-metingsondersteuning, hersien RF MISO'santenna toetsvermoë or Kontak die RF MISO-span.
Verwysings en Verdere Leeswerk
Om meer oor antennas te wete te kom, besoek asseblief:
Plasingstyd: 28 Junie 2024
