एसएआर ध्रुवीकरणसिंथेटिक ॲपर्चर रडार प्रणालीद्वारे प्रसारित आणि प्राप्त होणाऱ्या विद्युतचुंबकीय क्षेत्राच्या अभिमुखतेचे वर्णन करते. वेगवेगळे पृष्ठभाग आणि संरचना क्षैतिज आणि उभ्या क्षेत्रांना वेगवेगळ्या प्रकारे विखुरत असल्यामुळे, एसएआर प्रतिमांचे विश्लेषण करण्यासाठी ध्रुवीकरण हे सर्वात उपयुक्त चलांपैकी एक आहे.
या मार्गदर्शिकेत चार लिनियर पोलरायझेशन चॅनेल - HH, HV, VH आणि VV - आणि सामान्यतः वापरले जाणारे तीन ॲक्विझिशन मोड: सिंगल पोलरायझेशन, ड्युअल पोलरायझेशन आणि फुल (क्वाड) पोलरायझेशन यांचे स्पष्टीकरण दिले आहे. तसेच, रिमोट सेन्सिंग, रडार चाचणी आणि अँटेना-सिस्टम मूल्यांकनासाठी अभियंते मोडची निवड कशी करतात, याची रूपरेषाही यात दिली आहे.
एसएआर ध्रुवीकरण म्हणजे काय?
बहुतेक अंतराळ-आधारित SAR प्रणाली क्षैतिज (H) आणि उभ्या (V) रेषीय ध्रुवीकरणाचा वापर करतात. दोन-अक्षरी चॅनल कोड प्रथम प्रसारित ध्रुवीकरण आणि नंतर प्राप्त ध्रुवीकरण ओळखतो. उदाहरणार्थ, HH म्हणजे क्षैतिज प्रसारण आणि क्षैतिज ग्रहण, तर HV म्हणजे क्षैतिज प्रसारण आणि उभे ग्रहण.
ध्रुवीकरण महत्त्वाचे आहे कारण लक्ष्य आपाती ध्रुवीकरण टिकवून ठेवू शकते, ते फिरवू शकते किंवा परत येणाऱ्या प्रकाशाच्या काही भागाचे अध्रुवीकरण करू शकते. पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा, भूमिती, पारगम्यता गुणधर्म, तरंगलांबी, आपतन कोन आणि अंतर्गत रचना या सर्वांचा मोजलेल्या प्रतिप्रकीर्णनावर प्रभाव पडतो. त्यामुळे ध्रुवीकरणाचा अर्थ लावताना वारंवारता बँड, निरीक्षणाची भूमिती आणि अंशांकित प्रतिमा डेटा यांचाही एकत्रितपणे विचार केला पाहिजे.
HH, HV, VH आणि VV यांचा अर्थ काय आहे?
| चॅनल | प्रसारित करा | प्राप्त करा | वर्गीकरण |
|---|---|---|---|
| HH | आडवे | आडवे | सह-ध्रुवीकृत |
| HV | आडवे | उभ्या | क्रॉस-पोलराइज्ड |
| VH | उभ्या | आडवे | क्रॉस-पोलराइज्ड |
| VV | उभ्या | उभ्या | सह-ध्रुवीकृत |
HH आणि VV हे सह-ध्रुवीकृत चॅनेल आहेत कारण प्रेषण आणि ग्रहण ध्रुवीकरण समान असते. HV आणि VH हे क्रॉस-ध्रुवीकृत चॅनेल आहेत कारण ग्रहण ध्रुवीकरण हे प्रेषित ध्रुवीकरणाला लंब असते. अंशांकित पारस्परिक मोनोस्टॅटिक प्रणालीमध्ये, HV आणि VH प्रतिसाद अनेकदा समान असतात, परंतु संपूर्ण ध्रुवीकरणमापी मोजमापांमध्ये दोन्ही चॅनेल कायम ठेवले जातात.
तीन मुख्य एसएआर ध्रुवीकरण पद्धती
१. एकल ध्रुवीकरण
सिंगल-पोलरायझेशन ॲक्विझिशनमध्ये एकच चॅनल रेकॉर्ड केला जातो, जो बहुतेकदा HH किंवा VV असतो. जेव्हा एक प्रमाणित चॅनल पुरेसा असतो, तेव्हा यामुळे डेटाचे प्रमाण कमी होते आणि प्रक्रिया सोपी होते. याची मर्यादा ही आहे की, एका चॅनलमधून स्कॅटरिंग यंत्रणा आणि लक्ष्याच्या संरचनेबद्दल कमी माहिती मिळते.
२. दुहेरी ध्रुवीकरण
दुहेरी-ध्रुवीकरण अधिग्रहण दोन चॅनेल रेकॉर्ड करते. सामान्य संयोजनांमध्ये HH+HV आणि VV+VH यांचा समावेश होतो, ज्यात रडार एक ध्रुवीकरण प्रसारित करतो आणि सह-ध्रुवीकृत व पर-ध्रुवीकृत दोन्ही प्रतिसाद प्राप्त करतो. काही प्रणाली HH+VV सारख्या सह-ध्रुवीकरण जोडीला देखील समर्थन देतात. दुहेरी-ध्रुवीकरण डेटा संपूर्ण ध्रुवीकरणमापनापेक्षा डेटा-रेट आणि प्रक्रिया आवश्यकता अधिक सुलभ ठेवून उपयुक्त भेदक्षमता वाढवतो. ESA नमूद करते की सेंटिनेल-१ त्याच्या दुहेरी-ध्रुवीकरण योजनांमध्ये VV+VH किंवा HH+HV ला समर्थन देतो.
३. पूर्ण किंवा चतुर्ध्रुवीकरण
पूर्ण पोलॅरिमेट्रिक एसएआर (SAR) एचएच (HH), एचव्ही (HV), व्हीएच (VH) आणि व्हीव्ही (VV) यांना कॉम्प्लेक्स चॅनेल म्हणून रेकॉर्ड करते. एक क्लासिकल क्वाड-पॉल रडार एच (H) आणि व्ही (V) अनुक्रमे प्रसारित करतो आणि एच (H) व व्ही (V) दोन्हीचे रिटर्न्स प्राप्त करतो, ज्यामध्ये अॅम्प्लिट्यूड आणि सापेक्ष फेज माहिती जतन केली जाते. यामुळे स्कॅटरिंग-मॅट्रिक्स विश्लेषण आणि लक्ष्याचे तपशीलवार विघटन, वर्गीकरण व वैशिष्ट्यीकरण करण्यास मदत होते.
याचा तोटा म्हणजे प्रणालीची वाढलेली गुंतागुंत, कॅलिब्रेशनची गरज, डेटाचे प्रमाण आणि प्रक्रियेसाठी लागणारे श्रम. सेन्सरनुसार, फुल-पॉल ऑपरेशनमध्ये अरुंद स्वॉथ किंवा वेगळ्या अधिग्रहण मर्यादांचाही समावेश असू शकतो. कॉम्पॅक्ट पोलरायझेशन ही आणखी एक वैध एसएआर आर्किटेक्चर आहे, परंतु ती येथे चर्चा केलेल्या पारंपरिक सिंगल-, ड्युअल- आणि क्वाड-पॉल लिनियर मोड्सपेक्षा वेगळी आहे.
सह-ध्रुवीकरण विरुद्ध क्रॉस-ध्रुवीकरण
सह-ध्रुवीकृत चॅनेल अनेकदा पृष्ठभाग आणि संरचनांमधून मिळणारे तीव्र प्रतिध्वनी टिकवून ठेवतात, जे प्रसारित ध्रुवीकरण कायम ठेवतात. क्रॉस-ध्रुवीकृत प्रतिध्वनी हे सूचित करतात की विखुरण्याच्या प्रक्रियेने आयत विखुरणे, बहुविध परावर्तन, जटिल भूमिती किंवा विषमदिश संरचनेद्वारे ध्रुवीकरण स्थितीचा काही भाग बदलला आहे.
- शांत पाणी आणि गुळगुळीत पृष्ठभाग:जेव्हा बहुतेक ऊर्जा रडारपासून दूर परावर्तित होते, तेव्हा ते अनेकदा गडद दिसतात; खडबडीतपणा, वारा आणि आपतन कोन यांमुळे बॅकस्कॅटर वाढू शकते.
- वनस्पती:फांद्या, खोडं आणि पानं यांच्यामुळे आकारमानाचे विकिरण होते, म्हणून क्रॉस-पॉल चॅनेल मौल्यवान संरचनात्मक माहिती देऊ शकतात.
- शहरी भाग:इमारती आणि जमिनीचे पृष्ठभाग, त्यांची दिशा आणि इमेजिंग भूमितीनुसार, तीव्र को-पॉल रिटर्न्स आणि डबल-बाउन्स स्कॅटरिंग निर्माण करू शकतात.
- माती, बर्फ आणि हिम:ओलावा, खडबडीतपणा, खोली, तरंगलांबी आणि अंतर्गत रचना या सर्वांचा ध्रुवीकरण प्रतिसादावर परिणाम होतो.
ही सार्वत्रिक नियम नसून अर्थ लावण्याची तत्त्वे आहेत. रडार बँड, आपतन कोन, रिझोल्यूशन, ऋतू आणि कॅलिब्रेशनची गुणवत्ता यांपासून स्वतंत्रपणे चॅनलची निवड करू नये.
SAR ध्रुवीकरण मोड कसा निवडावा
| आवश्यकता | व्यावहारिक प्रारंभ बिंदू |
|---|---|
| विस्तृत-क्षेत्र निरीक्षण किंवा मर्यादित डेटा व्हॉल्यूम | जेव्हा एक प्रमाणित चॅनेल शोध उद्दिष्ट पूर्ण करतो तेव्हा सिंगल-पॉल |
| वनस्पती, शेती किंवा भू-आच्छादन भेदभाव | अतिरिक्त विखुरण माहितीसाठी ड्युअल-पॉल सह- आणि क्रॉस-पोलराइज्ड डेटा |
| समुद्री बर्फ, महासागर किंवा पूर नकाशांकन | बँड, आपतन कोन आणि प्रमाणित पद्धतीनुसार HH- किंवा VV-आधारित मोड निवडा. |
| प्रगत वर्गीकरण किंवा स्कॅटरिंग डीकंपोझिशन | जेव्हा फेज-कॅलिब्रेटेड चार-चॅनल माहितीची आवश्यकता असते तेव्हा पूर्ण क्वाड-पॉल |
सर्वोत्तम पद्धत ही अनुप्रयोगावर अवलंबून असते. अभियंत्यांनी माहितीची व्याप्ती, रिझोल्यूशन, सिग्नल-टू-नॉईज रेशो, स्वॉथ, रिव्हिजिट टाइम, प्रोसेसिंग संसाधने आणि कॅलिब्रेशन क्षमतेशी तुलना केली पाहिजे.
पोलॅरिमेट्रिक रडारसाठी अँटेना आणि आरएफ संबंधित बाबी
विश्वसनीय पोलॅरिमेट्रिक मोजमाप केवळ प्रोसेसिंग अल्गोरिदमवरच अवलंबून नसते. अँटेना आणि आरएफ चेनने दोन्ही पोलरायझेशन चॅनेलमध्ये स्थिर कार्यप्रदर्शन राखले पाहिजे. महत्त्वाच्या पॅरामीटर्समध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:
- ऑपरेटिंग वारंवारता आणि तात्कालिक बँडविड्थ;
- H आणि V पोर्ट्समधील गेन आणि रेडिएशन-पॅटर्नचे संतुलन;
- पोर्ट-टू-पोर्ट आयसोलेशन आणि क्रॉस-पोलर डिस्क्रिमिनेशन;
- आयाम आणि कला स्थिरता;
- VSWR, कनेक्टर इंटरफेस आणि केबल कॅलिब्रेशन;
- अँटेना संरेखन, माउंटिंग भूमिती आणि कॅलिब्रेशन संदर्भ प्रतल.
आरएफ एमआयएसओ पुरवठादुहेरी-ध्रुवीकृत हॉर्न अँटेना, ब्रॉडबँड ड्युअल-पोलराइज्ड हॉर्न अँटेनाआणि रडार, मापन आणि सिस्टम-इंटिग्रेशन कार्यासाठी इतर आरएफ अँटेना सोल्यूशन्स. मॉडेलची निवड नेहमी सध्याच्या डेटाशीट आणि संपूर्ण चाचणी आवश्यकतेवर आधारित असावी.
वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
SAR पोलरायझेशन कोडमध्ये पहिले अक्षर कोणते असते?
पहिले अक्षर प्रसारित ध्रुवीकरण दर्शवते आणि दुसरे अक्षर प्राप्त ध्रुवीकरण दर्शवते. HV म्हणजे क्षैतिज प्रसारण आणि अनुलंब ग्रहण.
ड्युअल-पॉल आणि क्वाड-पॉल SAR मध्ये काय फरक आहे?
ड्युअल-पॉल दोन चॅनेल रेकॉर्ड करते, सामान्यतः HH+HV किंवा VV+VH. क्वाड-पॉल HH, HV, VH आणि VV रेकॉर्ड करते आणि संपूर्ण पोलॅरिमेट्रिक विश्लेषणासाठी आवश्यक असलेले संबंध जतन करते.
एकच SAR ध्रुवीकरण नेहमीच सर्वोत्तम असते का?
नाही. सर्वात उपयुक्त मोड हा लक्ष्य, रडारची तरंगलांबी, आपतन कोन, रिझोल्यूशन, पर्यावरणीय परिस्थिती आणि प्रक्रियेचे उद्दिष्ट यांवर अवलंबून असतो.
क्रॉस-पोल चॅनेल उपयुक्त का आहेत?
HV किंवा VH हे आपाती ध्रुवीकरण बदलणारे विकिरण उघड करू शकतात, विशेषतः आयत विकिरण आणि वनस्पतींसारख्या संरचनात्मकदृष्ट्या जटिल लक्ष्यांच्या बाबतीत.
निष्कर्ष
SAR ध्रुवीकरण हे नियंत्रित करते की रडार लक्ष्यावर कसा प्रकाश टाकतो आणि परत आलेल्या क्षेत्राचे मोजमाप कसे केले जाते. HH आणि VV हे सह-ध्रुवीकृत चॅनेल आहेत, तर HV आणि VH हे तिरकस-ध्रुवीकृत आहेत. सिंगल-पॉल कार्यक्षमता प्रदान करते, ड्युअल-पॉल भेदक्षमता वाढवते आणि पूर्ण क्वाड-पॉल सर्वात संपूर्ण रेषीय ध्रुवीकरणमापी डेटासेट प्रदान करते. अचूक परिणामांसाठी अधिग्रहण पद्धत, अँटेना प्रणाली, कॅलिब्रेशन पद्धत आणि अनुप्रयोगाच्या आवश्यकता यांचा एकत्रितपणे विचार करणे आवश्यक आहे.
अँटेना निवडीसाठी किंवा पोलॅरिमेट्रिक आरएफ मापन समर्थनासाठी, आरएफ एमआयएसओ (RF MISO) चा आढावा घ्या.अँटेना चाचणी क्षमता or RF MISO टीमशी संपर्क साधा.
संदर्भ आणि अधिक वाचन
अँटेनांबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी, कृपया येथे भेट द्या:
पोस्ट करण्याची वेळ: २८ जून २०२४
