SAR qutblanishisintetik diafragma radar tizimi tomonidan uzatiladigan va qabul qilinadigan elektromagnit maydonning yo'nalishini tavsiflaydi. Turli sirtlar va tuzilmalar gorizontal va vertikal maydonlarni turlicha tarqatgani sababli, qutblanish SAR tasvirlarini talqin qilish uchun eng foydali o'zgaruvchilardan biridir.
Ushbu qo'llanmada to'rtta chiziqli polyarizatsiya kanallari - HH, HV, VH va VV - va uchta keng tarqalgan qabul qilish rejimlari tushuntirilgan: bitta polyarizatsiya, ikki polyarizatsiya va to'liq (to'rtta) polyarizatsiya. Shuningdek, unda muhandislar masofadan zondlash, radar sinovlari va antenna tizimini baholash uchun rejimni qanday tanlashlari bayon etilgan.
SAR qutblanishi nima?
Kosmik SAR tizimlarining aksariyati gorizontal (H) va vertikal (V) chiziqli polyarizatsiyadan foydalanadi. Ikki harfli kanal kodi avval uzatilgan polyarizatsiyani, keyin esa qabul qilingan polyarizatsiyani aniqlaydi. Masalan, HH gorizontal uzatish va gorizontal qabul qilishni, HV esa gorizontal uzatish va vertikal qabul qilishni anglatadi.
Polarizatsiya muhim, chunki nishon tushgan qutblanishni saqlab qolishi, uni aylantirishi yoki qaytishning bir qismini depolyarizatsiya qilishi mumkin. Sirt pürüzlülüğü, geometriya, dielektrik xususiyatlar, to'lqin uzunligi, tushish burchagi va ichki tuzilish - bularning barchasi o'lchangan teskari sochilishga ta'sir qiladi. Shuning uchun qutblanish chastota diapazoni, ko'rish geometriyasi va kalibrlangan tasvir ma'lumotlari bilan birgalikda talqin qilinishi kerak.
HH, HV, VH va VV nimani anglatadi?
| Kanal | Uzatish | Qabul qilish | Tasniflash |
|---|---|---|---|
| HH | Gorizontal | Gorizontal | Ko-qutblangan |
| HV | Gorizontal | Vertikal | Xoch-qutblangan |
| VH | Vertikal | Gorizontal | Xoch-qutblangan |
| VV | Vertikal | Vertikal | Ko-qutblangan |
HH va VV kopolyarizatsiyalangan kanallardir, chunki uzatish va qabul qilish polyarizatsiyalari bir xil. HV va VH o'zaro polyarizatsiyalangan kanallardir, chunki qabul qilish polyarizatsiyasi uzatilgan polyarizatsiyaga ortogonaldir. Kalibrlangan o'zaro monostatik tizimda HV va VH javoblari ko'pincha o'xshash bo'ladi, ammo ikkala kanal ham to'liq polyarimetrik o'lchovlarda saqlanib qoladi.
Uchta asosiy SAR qutblanish rejimi
1. Yagona qutblanish
Bir qutblanishli olish bitta kanalni, ko'pincha HH yoki VV kanalini qayd etadi. Bitta tasdiqlangan kanal yetarli bo'lganda, u kamroq ma'lumot hajmini va soddalashtirilgan ishlov berishni ta'minlaydi. Cheklov shundaki, bitta kanal sochilish mexanizmlari va nishon tuzilishi haqida kamroq ma'lumot beradi.
2. Ikkita qutblanish
Ikki qutblanishli olish ikkita kanalni qayd etadi. Keng tarqalgan kombinatsiyalarga HH+HV va VV+VH kiradi, bu yerda radar bitta qutblanishni uzatadi va ham qo'shma, ham o'zaro qutblangan qaytishlarni qabul qiladi. Ba'zi tizimlar, shuningdek, HH+VV kabi qo'shma pol juftligini ham qo'llab-quvvatlaydi. Ikki pol ma'lumotlar foydali farqlashni qo'shadi, shu bilan birga ma'lumotlar tezligi va ishlov berish talablarini to'liq polyarimetriyaga qaraganda boshqariladiganroq qiladi. ESA Sentinel-1 o'zining ikki qutblanish sxemalarida VV+VH yoki HH+HV ni qo'llab-quvvatlashini ta'kidlaydi.
3. To'liq yoki to'rtburchak qutblanish
To'liq polyarimetrik SAR HH, HV, VH va VV ni murakkab kanallar sifatida qayd etadi. Klassik to'rt polli radar H va V ni ketma-ket uzatadi va amplituda va nisbiy faza ma'lumotlarini saqlab, H va V ning ikkala qaytishini ham qabul qiladi. Bu sochilish matritsasini tahlil qilish va nishonni batafsil dekompozitsiya qilish, tasniflash va tavsiflashni qo'llab-quvvatlaydi.
Muvofiqlik shundaki, tizimning murakkabligi, kalibrlash talabi, ma'lumotlar hajmi va qayta ishlashga sarflanadigan kuch kattaroq. Sensorga qarab, to'liq polli operatsiya torroq diapazon yoki turli xil olish cheklovlarini ham o'z ichiga olishi mumkin. Yilni polyarizatsiya yana bir haqiqiy SAR arxitekturasidir, ammo u bu yerda muhokama qilingan an'anaviy bitta, ikki va to'rt polli chiziqli rejimlardan farq qiladi.
Birgalikda qutblanish va o'zaro qutblanish
Ko-polyarizatsiyalangan kanallar ko'pincha uzatilgan polyarizatsiyani saqlaydigan sirtlar va tuzilmalardan kuchli qaytishni saqlab qoladi. O'zaro polyarizatsiyalangan qaytishlar sochilish jarayoni hajm sochilishi, ko'p aks ettirishlar, murakkab geometriya yoki anizotropik struktura orqali polyarizatsiya holatining bir qismini o'zgartirganligini ko'rsatadi.
- Tinch suv va silliq yuzalar:ko'pincha energiyaning katta qismi radardan uzoqda aks etganda qorong'i ko'rinadi; pürüzlülük, shamol va tushish burchagi teskari sochilishni oshirishi mumkin.
- O'simliklar:shoxlar, tanalar va barglar hajmning sochilishini hosil qiladi, shuning uchun o'zaro bog'liq kanallar qimmatli strukturaviy ma'lumotlarni qo'shishi mumkin.
- Shahar hududlari:Binolar va yer yuzalari, yo'nalish va tasvir geometriyasiga qarab, kuchli kopol qaytishi va ikki marta sakrash sochilishini keltirib chiqarishi mumkin.
- Tuproq, qor va muz:namlik, pürüzlülük, chuqurlik, to'lqin uzunligi va ichki tuzilish - bularning barchasi qutblanish reaksiyasiga ta'sir qiladi.
Bular universal qoidalar emas, balki talqin tamoyillari. Kanal radar diapazoni, tushish burchagi, o'lchamlari, mavsumi va kalibrlash sifatidan mustaqil ravishda tanlanmasligi kerak.
SAR qutblanish rejimini qanday tanlash mumkin
| Talab | Amaliy boshlang'ich nuqta |
|---|---|
| Keng maydonli monitoring yoki cheklangan ma'lumotlar hajmi | Tasdiqlangan kanal aniqlash maqsadiga javob berganda bitta polli |
| O'simlikshunoslik, qishloq xo'jaligi yoki yer qoplami bo'yicha kamsitish | Qo'shimcha sochilish ma'lumotlari uchun ikki polli ko- va o'zaro qutblangan ma'lumotlar |
| Dengiz muzi, okean yoki toshqin xaritasi | Tasma, tushish burchagi va tasdiqlangan usulga qarab HH yoki VV asosidagi rejimlarni tanlang |
| Murakkab tasniflash yoki sochilish dekompozitsiyasi | Fazali kalibrlangan to'rt kanalli ma'lumot talab qilinganda to'liq kvadrat-pol |
Eng yaxshi rejim dasturga xosdir. Muhandislar ma'lumot tarkibini qamrov, aniqlik, signal-shovqin nisbati, diapazon, qayta ko'rib chiqish vaqti, ishlov berish resurslari va kalibrlash qobiliyati bilan taqqoslashlari kerak.
Polarimetrik radar uchun antenna va RF ni hisobga olish
Ishonchli polyarimetrik o'lchovlar faqat ishlov berish algoritmiga bog'liq emas. Antenna va RF zanjiri ikkala polyarizatsiya kanalida ham barqaror ishlashni saqlab turishi kerak. Muhim parametrlarga quyidagilar kiradi:
- ish chastotasi va bir zumda o'tkazish qobiliyati;
- H va V portlari orasidagi kuchaytirish va nurlanish naqshlari muvozanati;
- portdan portga izolyatsiya va qutblararo farqlash;
- amplituda va faza barqarorligi;
- VSWR, ulagich interfeysi va kabelni kalibrlash;
- antennani tekislash, o'rnatish geometriyasi va kalibrlash mos yozuvlar tekisligi.
RF MISO materiallariikki qutbli shoxli antennalar, keng polosali ikki qutbli shoxli antennalarva radar, o'lchash va tizim integratsiyasi ishlari uchun boshqa RF antenna yechimlari. Modelni tanlash har doim joriy ma'lumotlar jadvaliga va to'liq sinov talablariga asoslanishi kerak.
Tez-tez so'raladigan savollar
SAR qutblanish kodida qaysi harf birinchi bo'lib keladi?
Birinchi harf uzatilgan polyarizatsiyani, ikkinchisi esa qabul qilingan polyarizatsiyani bildiradi. HV gorizontal uzatish va vertikal qabul qilishni anglatadi.
Ikki polli va to'rt polli SAR o'rtasidagi farq nima?
Dual-pol ikkita kanalni, odatda HH+HV yoki VV+VH ni qayd etadi. Quad-pol HH, HV, VH va VV ni qayd etadi va to'liq polyarimetrik tahlil uchun zarur bo'lgan munosabatlarni saqlaydi.
SARning bitta qutblanishi har doim eng yaxshisimi?
Yo'q. Eng foydali rejim nishonga, radar to'lqin uzunligiga, tushish burchagiga, aniqlikka, atrof-muhit sharoitlariga va ishlov berish obyektiga bog'liq.
Nima uchun kross-pol kanallari foydali?
HV yoki VH hodisa qutblanishini o'zgartiradigan sochilishni, ayniqsa hajmli sochilishni va o'simlik kabi strukturaviy jihatdan murakkab nishonlarni o'zgartirishi mumkin.
Xulosa
SAR qutblanishi radarning nishonni qanday yoritishini va qaytarilgan maydon qanday o'lchanishini boshqaradi. HH va VV qo'shma qutblangan kanallar, HV va VH esa o'zaro qutblangan. Bir polli samaradorlikni ta'minlaydi, ikki polli farqlashni qo'shadi va to'liq to'rt polli eng to'liq chiziqli polyarimetrik ma'lumotlar to'plamini taqdim etadi. Aniq natijalar olish rejimi, antenna tizimi, kalibrlash usuli va qo'llanilish talablarini birgalikda ko'rib chiqishni talab qiladi.
Antenna tanlash yoki polyarimetrik RF o'lchovlarini qo'llab-quvvatlash uchun RF MISO'larini ko'rib chiqingantennani sinovdan o'tkazish qobiliyati or RF MISO jamoasi bilan bog'laning.
Adabiyotlar va qo'shimcha o'qishlar
Antennalar haqida ko'proq bilish uchun quyidagi manzilga tashrif buyuring:
Nashr vaqti: 2024-yil 28-iyun
