一種極化隔離度指標確定方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種極化隔離度指標確定方法，根據(jù)機載多極化合成孔徑雷達SAR系統(tǒng)中與星載多極化SAR系統(tǒng)相同波段的SAR數(shù)據(jù)生成參考散射矩陣；在所述參考散射矩陣中加入不同隔離度串擾及噪聲，生成測量散射矩陣；根據(jù)所述參考散射矩陣和測量散射矩陣確定不同應用需求下星載多極化SAR系統(tǒng)中的極化隔離度指標；本發(fā)明同時還公開了一種極化隔離度指標確定裝置。
【專利說明】一種極化隔離度指標確定方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(SAR, Synthetic Aperture Radar)【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種極化隔離度指標確定方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]SAR是一種高分辨率主動式微波成像雷達，能夠使用較短的天線獲得較高的距離向和方位向分辨率。SAR根據(jù)極化模式的不同又分為多極化SAR和單極化SAR ;多極化SAR能獲取目標的多極化信息，提供目標更完備的物理性質(zhì)和更精細的結(jié)構(gòu)信息，提高對目標極化特征參數(shù)提取、和地物目標分類的精度，提高對目標檢測與識別的概率。多極化SAR和單極化SAR又可細分為星載多極化SAR、機載多極化SAR以及星載單極化SAR、機載單極化SAR;其中，星載多極化SAR在海洋監(jiān)視監(jiān)測、環(huán)境災害監(jiān)測與評估、國土測繪、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)作物分類與糧食產(chǎn)量預估、森林資源動態(tài)監(jiān)測、軍事目標監(jiān)視等方面具有重要的應用價值。星載多極化SAR的性能將直接影響圖像質(zhì)量和后續(xù)應用。
[0003]星載多極化SAR系統(tǒng)設計主要包括頻率、軌道參數(shù)、幾何參數(shù)、雷達參數(shù)等參數(shù)設計。其中，雷達參數(shù)是星載多極化SAR系統(tǒng)設計中的關(guān)鍵參數(shù)之一。在所有雷達參數(shù)中，極化相關(guān)參數(shù)又是星載多極化SAR系統(tǒng)相對于星載單極化SAR系統(tǒng)特有而又至關(guān)重要的。過高的極化相關(guān)參數(shù)指標要求會導致星載多極化SAR系統(tǒng)硬件設計難以實現(xiàn)，反之則會導致星載多極化SAR系統(tǒng)獲取的極化SAR圖像質(zhì)量難以滿足使用需求。極化隔離度就是星載多極化SAR系統(tǒng)設計中這樣一個極其重要的指標。單極化SAR系統(tǒng)設計已有大量的經(jīng)驗可循，如脈沖重復頻率(PRF,Pulse Recurrence Frequency)、測繪帶寬、分辨率、距離模糊及方位模糊等參數(shù)已有大量設計模型和設計經(jīng)驗。雖然多極化SAR系統(tǒng)模型中包括了與系統(tǒng)靈敏度相關(guān)的噪聲NE σ °和極化隔離度串擾等參數(shù)，然而并不能由該系統(tǒng)模型直接設計出極化隔離度指標。同時，極化隔離度指標又受系統(tǒng)靈敏度指標影響，這也會增加系統(tǒng)極化隔離度指標需求分析的復雜性。
[0004]我國機載多極化SAR系統(tǒng)已經(jīng)廣泛使用，有些機載多極化SAR系統(tǒng)收發(fā)天線分置，可實現(xiàn)很高的隔離度指標，可優(yōu)于45dB，極化串擾的影響很小。但收發(fā)天線分置在星載多極化SAR系統(tǒng)中很難實現(xiàn)。過高的隔離度指標對星載多極化SAR系統(tǒng)天線等提出了很高工藝設計和實現(xiàn)要求，有時甚至難以實現(xiàn)。根據(jù)應用需求，合理設計星載多極化SAR系統(tǒng)技術(shù)指標將會避免不必要的資源浪費，縮短研制周期，有利于我國星載多極化SAR系統(tǒng)的研制和使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實施例期望提供一種極化隔離度指標確定方法和裝置，能夠根據(jù)應用需求，合理設計星載多極化SAR系統(tǒng)的極化隔離度指標。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明實施例提供了一種極化隔離度指標確定方法，所述方法包括:
[0008]根據(jù)機載多極化合成孔徑雷達SAR系統(tǒng)中與星載多極化SAR系統(tǒng)相同波段的SAR數(shù)據(jù)生成參考散射矩陣；在所述參考散射矩陣中加入不同隔離度串擾及噪聲，生成測量散射矩陣；根據(jù)所述參考散射矩陣和測量散射矩陣確定不同應用需求下星載多極化SAR系統(tǒng)中的極化隔離度指標。
[0009]上述方案中，所述極化SAR數(shù)據(jù)是指xy極化通道內(nèi)地物目標的散射回波矩陣Sxy ；其中，X表示發(fā)射極化方式，y表示接收極化方式，xy極化通道的取值為水平極化方式h或者垂直極化方式V。
[0010]上述方案中，所述生成的參考散射矩陣Sk，為:

【權(quán)利要求】
1.一種極化隔離度指標確定方法，其特征在于，所述方法包括: 根據(jù)機載多極化合成孔徑雷達SAR系統(tǒng)中與星載多極化SAR系統(tǒng)相同波段的SAR數(shù)據(jù)生成參考散射矩陣；在所述參考散射矩陣中加入不同隔離度串擾及噪聲，生成測量散射矩陣；根據(jù)所述參考散射矩陣和測量散射矩陣確定不同應用需求下星載多極化SAR系統(tǒng)中的極化隔離度指標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述極化SAR數(shù)據(jù)是指xy極化通道內(nèi)地物目標的散射回波矩陣Sxy ;其中，X表示發(fā)射極化方式，y表示接收極化方式，xy極化通道的取值為水平極化方式h或者垂直極化方式V。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成的參考散射矩陣Sk，為:
其中，Sxy代表xy極化通道內(nèi)地物目標的散射回波信號，X表示發(fā)射極化方式，y表示接收極化方式；xy極化通道的取值為水平極化方式h或垂直極化方式V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成測量散射矩陣，包括: 確定要加入的極化隔離度串擾δ2、δ 3......δη; 確定要加入的噪聲NE σ '、NE σ。2、NE σ °3……NE σ °m ； 在Sk中分別加入一個極化隔離度串擾和一個噪聲，生成nXm個測量散射矩陣M。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測量散射矩陣M為:
其中，δ代表極化隔離度串擾；Ν為噪聲增益矩陣；Sxy代表xy極化通道內(nèi)地物目標的散射回波信號，X表示發(fā)射極化方式，y表示接收極化方式；xy極化通道的取值為水平極化方式h或垂直極化方式V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述極化隔離度指標C與極化隔離度串擾δ的關(guān)系為:
C = -20 X 1glO ( δ )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6其中任一項所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述測量散射矩陣M和參考散射矩陣Sk確定相應應用需求下星載多極化SAR系統(tǒng)中的極化隔離度指標，包括: 確定所述測量散射矩陣M和參考散射矩陣Sk中噪聲NE σ 0對相應星載多極化SAR系統(tǒng)應用需求指標的的影響程度； 根據(jù)NE σ ?對星載多極化SAR系統(tǒng)應用需求指標的影響程度需求，確定NE σ ° ; 分析所述確定的NE σ °下，極化隔離度指標C對相應星載多極化SAR系統(tǒng)應用需求參數(shù)的影響程度，確定相應應用需求下的極化隔離度指標C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述相應應用需求，包括:極化隔離度指標C對H/Alpha分解地物分類精度影響程度需求和/或極化隔離度指標C對目標檢測的檢測率影響程度需求和/或極化隔離度指標C對品質(zhì)因數(shù)的影響程度需求。
9.一種極化隔離度指標確定裝置，其特征在于，所述裝置包括:參考散射矩陣生成模塊、測量散射矩陣生成模塊以及極化隔離度指標確定模塊；其中， 所述參考散射矩陣生成模塊，用于根據(jù)機載合成孔徑雷達SAR系統(tǒng)中與星載多極化SAR系統(tǒng)相同波段的SAR數(shù)據(jù)生成參考散射矩陣； 所述測量散射矩陣生成模塊，用于在所述參考散射矩陣中加入不同隔離度串擾及噪聲，生成測量散射矩陣； 所述極化隔離度指標確定模塊，用于根據(jù)所述參考散射矩陣和測量散射矩陣確定不同應用需求下星載多極化SAR系統(tǒng)中的極化隔離度指標。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述極化SAR數(shù)據(jù)是指xy極化通道內(nèi)地物目標的散射回波矩陣Sxy ;其中，X表示發(fā)射極化方式，y表示接收極化方式，xy極化通道的取值為水平極化方式h或者垂直極化方式V。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述生成的參考散射矩陣Sk，為:
其中，Sxy代表xy極化通道內(nèi)地物目標的散射回波信號，X表示發(fā)射極化方式，y表示接收極化方式；xy極化通道的取值為水平極化方式h或垂直極化方式V。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述測量散射矩陣生成模塊在所述參考散射矩陣中加入不同隔離度串擾及噪聲，生成測量散射矩陣生成測量散射矩陣，包括: 確定要加入的極化隔離度串擾δ2、δ 3......δη; 確定要加入的噪聲NE σ '、NE σ。2、NE σ °3……NE σ °m ； 在Sk中分別加入一個極化隔離度串擾和一個噪聲，生成nXm個測量散射矩陣M。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述生成的測量散射矩陣M，為:
其中，δ代表極化隔離度串擾；Ν為噪聲增益矩陣；Sxy代表xy極化通道內(nèi)地物目標的散射回波信號，X表示發(fā)射極化方式，y表示接收極化方式；xy極化通道的取值為水平極化方式h或垂直極化方式V。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述極化隔離度指標C與極化隔離度串擾S的關(guān)系為:
C = -20 X 1glO ( δ )。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14其中任一項所述的裝置，其特征在于，所述極化隔離度指標確定模塊根據(jù)所述參考散射矩陣和測量散射矩陣確定不同應用需求下星載多極化SAR系統(tǒng)中的極化隔離度指標，包括: 確定所述測量散射矩陣M和參考散射矩陣Sk中噪聲NE σ 0對相應星載多極化SAR系統(tǒng)應用需求指標的影響程度； 根據(jù)NE σ ?對星載多極化SAR系統(tǒng)應用需求指標的影響程度需求，確定NE σ ° ; 分析所述確定的NE σ °下，極化隔離度指標C對相應星載多極化SAR系統(tǒng)應用需求指標影響程度，確定相應應用需求下的極化隔離度指標C指標。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述相應應用需求，包括:極化隔離度指標C對H/Alpha分解地物分類精度影響程度需求和/或極化隔離度指標C對目標檢測的檢測率影響程度需求和/或極化隔離度指標C對品質(zhì)因數(shù)的影響程度需求。
【文檔編號】G01S13/90GK104181530SQ201410348093
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】劉秀清, 鄧云凱, 李世強, 王宇, 許麗穎, 陸萍萍 申請人:中國科學院電子學研究所