[發(fā)明專(zhuān)利]一種受Faraday旋轉(zhuǎn)變化影響的雷達(dá)目標(biāo)后向散射模擬方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410022836.1
• 申請(qǐng)日: 2014-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103792521A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王旭艷;王偉偉;趙泓懿;朱雅琳;李財(cái)品;李光廷;黎薇萍;劉波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/41
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/41;G01S13/90
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及目標(biāo)散射特性領(lǐng)域、SAR成像領(lǐng)域，屬于目標(biāo)電磁散射、電離層對(duì)SAR信號(hào)影響及SAR信號(hào)處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種受Faraday（法拉第）旋轉(zhuǎn)變化影響的雷達(dá)目標(biāo)后向散射模擬方法。

背景技術(shù)

目標(biāo)的散射特性與電磁波的極化有關(guān)，極化散射矩陣中的元素為目標(biāo)的同極化后向散射系數(shù)、目標(biāo)的交叉極化后向散射系數(shù)，而沒(méi)有電磁波極化旋轉(zhuǎn)任意一個(gè)角度時(shí)的目標(biāo)的后向散射系數(shù)。

不同目標(biāo)對(duì)電磁波極化特性的響應(yīng)不同。

電離層是地球大氣層中處于部分電離狀態(tài)的區(qū)域，從離地面約50km開(kāi)始一直延伸到約1000km，星載SAR信號(hào)兩次穿越電離層，電離層使得SAR信號(hào)發(fā)生Faraday旋轉(zhuǎn)，從而使得目標(biāo)的后向散射特性發(fā)生變化。

若合成孔徑時(shí)間內(nèi)目標(biāo)后向散射特性的變化不同，會(huì)使得回波信號(hào)去相干，從而對(duì)SAR聚焦成像產(chǎn)生影響。

目前，在軌SAR的合成孔徑時(shí)間為秒量級(jí)，可以認(rèn)為電離層在此時(shí)間段內(nèi)是靜止不變的，從而合成孔徑時(shí)間內(nèi)Faraday旋轉(zhuǎn)對(duì)目標(biāo)后向散射特性的影響是相同的，即Faraday旋轉(zhuǎn)對(duì)SAR聚焦成像的影響可以忽略。地球同步軌道SAR（GeoSAR）的軌道高度為36000km左右，L頻段GeoSAR的合成孔徑時(shí)間長(zhǎng)達(dá)幾十分鐘乃至小時(shí)量級(jí)，電離層在小時(shí)量級(jí)的時(shí)間段內(nèi)是動(dòng)態(tài)變化的，從而GeoSAR合成孔徑時(shí)間內(nèi)Faraday旋轉(zhuǎn)對(duì)目標(biāo)后向散射特性的影響不同，即Faraday旋轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)GeoSAR的聚焦成像產(chǎn)生影響。目前還沒(méi)有在軌的GeoSAR。

因此，目前就Faraday旋轉(zhuǎn)對(duì)SAR影響的研究，主要集中于Faraday旋轉(zhuǎn)對(duì)SAR成像輻射精度的影響，而Faraday旋轉(zhuǎn)變化對(duì)SAR聚焦成像的研究還未見(jiàn)公開(kāi)的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種受Faraday旋轉(zhuǎn)變化影響的雷達(dá)目標(biāo)后向散射模擬方法，該模擬方法可以將任意的Faraday旋轉(zhuǎn)加入到目標(biāo)后向散射特性的模擬中，可以定量地分析Faraday旋轉(zhuǎn)變化對(duì)SAR聚焦成像的影響。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案包括：

一種受Faraday旋轉(zhuǎn)變化影響的雷達(dá)目標(biāo)后向散射模擬方法，包括以下步驟：

第一步、獲取同一場(chǎng)景的四幅全極化SAR復(fù)圖像，且該四幅圖像是校準(zhǔn)各種誤差影響后的圖像；

第二步、獲取目標(biāo)的極化散射矩陣S：以分辨單元為單位，在四幅復(fù)圖像中分別取得該分辨單元對(duì)應(yīng)的復(fù)像素值，作為極化散射矩陣S中相應(yīng)的元素，該極化散射矩陣S表示如下：

S=ShhShvSvhSvv,]]>

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

第三步、根據(jù)下面的公式計(jì)算每個(gè)脈沖發(fā)射時(shí)刻由電離層TEC引起的Faraday旋轉(zhuǎn)角Ω：

Ω=2.36×104Bavfc2TEC,]]>