[發明專利]一種受Faraday旋轉變化影響的雷達目標后向散射模擬方法

有效

• 申請號: 201410022836.1
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103792521A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 王旭艷;王偉偉;趙泓懿;朱雅琳;李財品;李光廷;黎薇萍;劉波
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/90
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種受Faraday旋轉變化影響的雷達目標后向散射模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步、獲取同一場景的四幅全極化SAR復圖像，且該四幅圖像是校準各種誤差影響后的圖像；

第二步、獲取目標的極化散射矩陣S：以分辨單元為單位，在四幅復圖像中分別取得該分辨單元對應的復像素值，作為極化散射矩陣S中相應的元素，該極化散射矩陣S表示如下：

S=ShhShvSvhSvv,]]>

上式中，S為一個2×2階的矩陣，S_hh、S_hv、S_vh、S_vv為分別在四幅復圖像中取得的復像素值，h表示水平極化，v表示垂直極化；

第三步、根據下面的公式計算每個脈沖發射時刻由電離層TEC引起的Faraday旋轉角Ω：

Ω=2.36×104Bavfc2TEC,]]>

式中，B_av為地磁場沿傳播路徑上的平均值，f_c為發射信號的載頻，TEC為SAR信號傳播路徑上的電離層總電子含量；

第四步、根據下面的公式計算受Faraday旋轉變化影響的極化散射矩陣O：

O=F·S·F，

式中，S為第二步中獲取的極化散射矩陣，F表示Faraday旋轉對目標散射特性的影響，其表達式為F=cosΩsinΩ-sinΩcosΩ,]]>O的表達式為O=OhhOhvOvhOvv,]]>其中，h表示水平極化，v表示垂直極化；

第五步、根據下面的公式計算受Faraday旋轉影響的觀測到的后向散射系數,即，兩個同極化通道觀測到的后向散射系數P_hh、P_vv，兩個交叉極化通道觀測到的后向散射系數P_hv、P_vh：

P_hh=O_hh，???P_vv=O_vv，???P_vh=O_vh，???P_hv=O_hv；

第六步、將第五步中獲取的觀測到的后向散射系數帶入下面的GeoSAR回波信號表達式中，對該回波信號表達式表述的回波信號進行成像處理，并對成像結果做相應的分析，下式中，X分別代表P_hh、P_vh、P_hv、P_vv，以分別分析Faraday旋轉變化對水平極化發射水平極化接收信號成像、對水平極化發射垂直極化接收信號成像、對垂直極化發射水平極化接收信號成像、對垂直極化發射垂直極化接收信號成像的影響：

s(t,tm)=X·rect[t-2R(tm,RB)c]·wa(tm)·wr[t-2R(tm,RB)c]·exp{j2πfc[t-2R(tm,RB)c]+jπγ[t-2R(tm,RB)c]2}]]>

上式中，j為虛數單位，j=sqrt(-1)；t、t_m分別為距離向時間、方位向時間；c為光速；w_a(t_m)、分別為方位向天線方向圖、距離向天線方向圖；f_c為載頻；γ為調頻率；R_B為目標與GeoSAR之間的最近距離；R(t_m,R_B)為時刻t_m時GeoSAR與目標之間的瞬時斜距。

2.根據權利要求1所述的受Faraday旋轉變化影響的雷達目標后向散射模擬方法，其特征在于，在第二步中，在基于四幅SAR復圖像獲取目標的極化散射矩陣時，對所選定分辨單元周圍的分辨單元的復像素值取平均，作為極化散射矩陣S中相應的元素。