Polarizimi i SAR-itPërshkruan orientimin e fushës elektromagnetike të transmetuar dhe të marrë nga një sistem radari me aperturë sintetike. Meqenëse sipërfaqe dhe struktura të ndryshme i shpërndajnë fushat horizontale dhe vertikale në mënyra të ndryshme, polarizimi është një nga variablat më të dobishme për interpretimin e imazheve SAR.
Ky udhëzues shpjegon katër kanalet e polarizimit linear - HH, HV, VH dhe VV - dhe tre mënyrat e zakonshme të marrjes së informacionit: polarizimi i vetëm, polarizimi i dyfishtë dhe polarizimi i plotë (katërfish). Ai gjithashtu përshkruan se si inxhinierët zgjedhin një mënyrë për teledeteksionin, testimin e radarit dhe vlerësimin e sistemit të antenës.
Çfarë është polarizimi SAR?
Shumica e sistemeve SAR të shpërndara në hapësirë përdorin polarizim linear horizontal (H) dhe vertikal (V). Një kod kanali me dy shkronja identifikon së pari polarizimin e transmetuar dhe më pas polarizimin e marrë. Për shembull, HH do të thotë transmetim horizontal dhe marrje horizontale, ndërsa HV do të thotë transmetim horizontal dhe marrje vertikale.
Polarizimi ka rëndësi sepse një objektiv mund të ruajë polarizimin incident, ta rrotullojë atë ose të depolarizojë një pjesë të kthimit. Vrazhdësia e sipërfaqes, gjeometria, vetitë dielektrike, gjatësia e valës, këndi i incidencës dhe struktura e brendshme ndikojnë të gjitha në shpërndarjen e matur të kundërt. Prandaj, polarizimi duhet të interpretohet së bashku me brezin e frekuencës, gjeometrinë e shikimit dhe të dhënat e kalibruara të imazhit.
Çfarë do të thotë HH, HV, VH dhe VV?
| Kanali | Transmetoj | Merr | Klasifikimi |
|---|---|---|---|
| HH | Horizontale | Horizontale | Ko-polarizuar |
| HV | Horizontale | Vertikale | Polarizuar në mënyrë të kryqëzuar |
| VH | Vertikale | Horizontale | Polarizuar në mënyrë të kryqëzuar |
| VV | Vertikale | Vertikale | Ko-polarizuar |
HH dhe VV janë kanale të kopolarizuara sepse polarizimet e transmetimit dhe marrjes janë të njëjta. HV dhe VH janë kanale të polarizuara kryq sepse polarizimi i marrjes është ortogonal me polarizimin e transmetuar. Në një sistem monostatik reciprok të kalibruar, përgjigjet HV dhe VH janë shpesh të ngjashme, por të dy kanalet ruhen në matjet e plota polarimetrike.
Tre Mënyrat Kryesore të Polarizimit të SAR-it
1. Polarizim i vetëm
Një përvetësim me një polarizim të vetëm regjistron një kanal, më së shpeshti HH ose VV. Ofron vëllim më të ulët të të dhënave dhe përpunim më të thjeshtë kur një kanal i validuar është i mjaftueshëm. Kufizimi është se një kanal ofron më pak informacion në lidhje me mekanizmat e shpërndarjes dhe strukturën e objektivit.
2. Polarizim i dyfishtë
Një përftim me polarizim të dyfishtë regjistron dy kanale. Kombinimet e zakonshme përfshijnë HH+HV dhe VV+VH, ku radari transmeton një polarizim dhe merr kthime si të ko-polarizuara ashtu edhe të kryqëzuara. Disa sisteme mbështesin gjithashtu një çift ko-polarizimi si HH+VV. Të dhënat me pol të dyfishtë shtojnë diskriminim të dobishëm duke i mbajtur kërkesat e shpejtësisë së të dhënave dhe përpunimit më të menaxhueshme sesa polarimetria e plotë. ESA deklaron se Sentinel-1 mbështet VV+VH ose HH+HV në skemat e saj të polarizimit të dyfishtë.
3. Polarizim i plotë ose i katërfishtë
SAR-i i plotë polarimetrik regjistron HH, HV, VH dhe VV si kanale komplekse. Një radar klasik me katër pol transmeton H dhe V në sekuencë dhe merr kthimet H dhe V, duke ruajtur informacionin e amplitudës dhe fazës relative. Kjo mbështet analizën e matricës së shpërndarjes dhe dekompozimin, klasifikimin dhe karakterizimin e detajuar të objektivit.
Kompromisi është kompleksiteti më i madh i sistemit, kërkesa për kalibrim, vëllimi i të dhënave dhe përpjekja për përpunim. Në varësi të sensorit, funksionimi me pol të plotë mund të përfshijë gjithashtu një sipërfaqe më të ngushtë ose kufizime të ndryshme të marrjes së të dhënave. Polarizimi kompakt është një tjetër arkitekturë e vlefshme SAR, por është e ndryshme nga modalitetet tradicionale lineare me një, dy dhe katër pol të diskutuara këtu.
Bashkë-polarizimi kundrejt polarizimit të kryqëzuar
Kanalet e ko-polarizuara shpesh ruajnë kthime të forta nga sipërfaqet dhe strukturat që ruajnë polarizimin e transmetuar. Kthimet e polarizuara kryq tregojnë se procesi i shpërndarjes ndryshoi një pjesë të gjendjes së polarizimit përmes shpërndarjes së vëllimit, reflektimeve të shumëfishta, gjeometrisë komplekse ose strukturës anizotropike.
- Ujë i qetë dhe sipërfaqe të lëmuara:shpesh duken të errëta kur pjesa më e madhe e energjisë reflektohet larg radarit; vrazhdësia, era dhe këndi i incidencës mund të rrisin shpërndarjen e kundërt.
- Bimësia:Degët, trungjet dhe gjethet krijojnë shpërndarje vëllimi, kështu që kanalet ndërpolare mund të shtojnë informacion të vlefshëm strukturor.
- Zonat urbane:Ndërtesat dhe sipërfaqet e tokës mund të gjenerojnë kthime të forta të kopolit dhe shpërndarje me kërcim të dyfishtë, në varësi të orientimit dhe gjeometrisë së imazhit.
- Tokë, borë dhe akull:Lagështia, vrazhdësia, thellësia, gjatësia e valës dhe struktura e brendshme ndikojnë të gjitha në përgjigjen e polarizimit.
Këto janë parime interpretimi dhe jo rregulla universale. Një kanal nuk duhet të zgjidhet në mënyrë të pavarur nga brezi i radarit, këndi i incidencës, rezolucioni, stina dhe cilësia e kalibrimit.
Si të zgjidhni një modalitet polarizimi SAR
| Kërkesë | Pikënisje praktike |
|---|---|
| Monitorim në zonë të gjerë ose vëllim i kufizuar i të dhënave | Njëpolim i vetëm kur një kanal i validuar përmbush objektivin e zbulimit |
| Diskriminimi i bimësisë, bujqësisë ose mbulesës së tokës | Të dhëna të polarizuara me dy pol dhe të polarizuara kryq për informacion shtesë shpërndarjeje |
| Hartimi i akullit të detit, oqeanit ose përmbytjeve | Zgjidhni mënyrat e bazuara në HH ose VV sipas brezit, këndit të incidencës dhe metodës së validuar. |
| Klasifikimi i avancuar ose zbërthimi i shpërndarjes | Quad-pol i plotë kur kërkohet informacion me katër kanale i kalibruar në fazë |
Modaliteti më i mirë është specifik për aplikacionin. Inxhinierët duhet të krahasojnë përmbajtjen e informacionit me mbulimin, rezolucionin, raportin sinjal-zhurmë, gamën, kohën e rivizitimit, burimet e përpunimit dhe aftësinë e kalibrimit.
Konsideratat e antenës dhe RF për radarin polarimetrik
Matjet e besueshme polarimetrike varen nga më shumë sesa vetëm algoritmi i përpunimit. Antena dhe zinxhiri RF duhet të ruajnë performancë të qëndrueshme në të dy kanalet e polarizimit. Parametrat e rëndësishëm përfshijnë:
- frekuenca operative dhe gjerësia e brezit të menjëhershëm;
- balanca e përforcimit dhe modelit të rrezatimit midis portave H dhe V;
- izolimi nga porti në port dhe diskriminimi ndërpolar;
- amplituda dhe stabiliteti i fazës;
- VSWR, ndërfaqja e lidhësit dhe kalibrimi i kabllit;
- shtrirja e antenës, gjeometria e montimit dhe plani i referencës së kalibrimit.
Furnizime RF MISOantena me brirë me polarizim të dyfishtë, antena me brirë të dyfishtë polarizuara me brez të gjerëdhe zgjidhje të tjera të antenave RF për radarë, matje dhe punë integrimi të sistemit. Përzgjedhja e modelit duhet të bazohet gjithmonë në fletën e të dhënave aktuale dhe kërkesat e plota të testimit.
Pyetje të Shpeshta
Cila shkronjë vjen e para në një kod polarizimi SAR?
Shkronja e parë identifikon polarizimin e transmetuar dhe e dyta identifikon polarizimin e marrë. HV do të thotë transmetim horizontal dhe marrje vertikale.
Cili është ndryshimi midis SAR-it me dy pol dhe katër pol?
Dual-pol regjistron dy kanale, zakonisht HH+HV ose VV+VH. Quad-pol regjistron HH, HV, VH dhe VV dhe ruan marrëdhëniet e nevojshme për analizë të plotë polarimetrike.
A është gjithmonë më i miri një polarizim SAR?
Jo. Modaliteti më i dobishëm varet nga objektivi, gjatësia e valës së radarit, këndi i incidencës, rezolucioni, kushtet mjedisore dhe objektivi i përpunimit.
Pse janë të dobishme kanalet ndërpolare?
HV ose VH mund të zbulojnë shpërndarje që ndryshon polarizimin incident, veçanërisht shpërndarjen e vëllimit dhe objektivat strukturorë kompleksë siç është bimësia.
Përfundim
Polarizimi SAR kontrollon se si një radar ndriçon një objektiv dhe si matet fusha e kthyer. HH dhe VV janë kanale të ko-polarizuara, ndërsa HV dhe VH janë të polarizuara në mënyrë të kryqëzuar. Njëpolari i vetëm ofron efikasitet, dypolari shton diskriminimin dhe katërpolari i plotë ofron të dhënat më të plota polarimetrike lineare. Rezultatet e sakta kërkojnë që mënyra e marrjes, sistemi i antenës, metoda e kalibrimit dhe kërkesat e aplikimit të merren në konsideratë së bashku.
Për zgjedhjen e antenës ose mbështetjen e matjes polarimetrike RF, rishikoni RF MISO-të.aftësia e testimit të antenës or kontaktoni ekipin e RF MISO.
Referenca dhe Lexime të Mëtejshme
Për të mësuar më shumë rreth antenave, ju lutemi vizitoni:
Koha e postimit: 28 qershor 2024
