一种受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法
【专利摘要】本发明提供了一种受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法，包括：获取同一场景的四幅校准各种误差影响后的全极化SAR复图像；获取目标的极化散射矩阵S；计算每个脉冲发射时刻由电离层TEC值引起的Faraday旋转角Ω；计算受Faraday旋转变化影响的极化散射矩阵O；获取受Faraday旋转影响的后向散射系数；将受Faraday旋转变化影响的后向散射系数带入到SAR回波表达式，做成像处理及相应的分析。采用本方法，可模拟任意Faraday旋转变化对后向散射系数及SAR成像的影响。而且，基于已有的SAR图像模拟受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射系数，简单有效。
【专利说明】—种受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及目标散射特性领域、SAR成像领域，属于目标电磁散射、电离层对SAR信号影响及SAR信号处理领域，具体地，涉及一种受Faraday (法拉第)旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法。
【背景技术】
[0002]目标的散射特性与电磁波的极化有关，极化散射矩阵中的元素为目标的同极化后向散射系数、目标的交叉极化后向散射系数，而没有电磁波极化旋转任意一个角度时的目标的后向散射系数。
[0003]不同目标对电磁波极化特性的响应不同。
[0004]电离层是地球大气层中处于部分电离状态的区域，从离地面约50km开始一直延伸到约1000km，星载SAR信号两次穿越电离层，电离层使得SAR信号发生Faraday旋转，从而使得目标的后向散射特性发生变化。
[0005]若合成孔径时间内目标后向散射特性的变化不同，会使得回波信号去相干，从而对SAR聚焦成像产生影响。
[0006]目前，在轨SAR的合成孔径时间为秒量级，可以认为电离层在此时间段内是静止不变的，从而合成孔径时间内Faraday旋转对目标后向散射特性的影响是相同的，即Faraday旋转对SAR聚焦成像的影响可以忽略。地球同步轨道SAR (GeoSAR)的轨道高度为36000km左右，L频段GeoSAR的合成孔径时间长达几十分钟乃至小时量级，电离层在小时量级的时间段内是动态变化的，从而GeoSAR合成孔径时间内Faraday旋转对目标后向散射特性的影响不同，即Faraday旋转会对GeoSAR的聚焦成像产生影响。目前还没有在轨的GeoSAR0
[0007]因此，目前就Faraday旋转对SAR影响的研究,主要集中于Faraday旋转对SAR成像辐射精度的影响，而Faraday旋转变化对SAR聚焦成像的研究还未见公开的报道。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法，该模拟方法可以将任意的Faraday旋转加入到目标后向散射特性的模拟中，可以定量地分析Faraday旋转变化对SAR聚焦成像的影响。
[0009]本发明实现上述目的采用的技术方案包括:
[0010]一种受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法，包括以下步骤:
[0011]第一步、获取同一场景的四幅全极化SAR复图像，且该四幅图像是校准各种误差影响后的图像；
[0012]第二步、获取目标的极化散射矩阵S:以分辨单元为单位，在四幅复图像中分别取得该分辨单元对应的复像素值，作为极化散射矩阵S中相应的元素，该极化散射矩阵S表示如下:
[0013]
【权利要求】
1.一种受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步、获取同一场景的四幅全极化SAR复图像，且该四幅图像是校准各种误差影响后的图像； 第二步、获取目标的极化散射矩阵S:以分辨单元为单位，在四幅复图像中分别取得该分辨单元对应的复像素值，作为极化散射矩阵S中相应的元素，该极化散射矩阵S表示如下:
2.根据权利要求1所述的受Faraday旋转变化影响的雷达目标后向散射模拟方法，其特征在于，在第二步中，在基于四幅SAR复图像获取目标的极化散射矩阵时，对所选定分辨单元周围的分辨单元的复像素值取平均，作为极化散射矩阵S中相应的元素。
【文档编号】G01S13/90GK103792521SQ201410022836
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】王旭艳, 王伟伟, 赵泓懿, 朱雅琳, 李财品, 李光廷, 黎薇萍, 刘波 申请人:西安空间无线电技术研究所