一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法
A Correction Method of the Faraday Rotation Effect Based on the Frequency-Domain Ambiguity-Resolving in Spaceborne P-Band Full-Polarimetric SAR
- 电子学报 2023年51卷第3期 页码：585-592
- 作者机构：
1.国防科技大学电子科学学院,湖南长沙 410073
2.北京跟踪与通信技术研究所,北京 100094
3.华东电子工程研究所对地观测研究与发展中心,安徽合肥 230031
- 作者简介：
[ "张永胜 男， 1977年12月出生于内蒙古.博士， 现为国防科技大学电子科学学院智能感知系主任、 正高级工程师、 硕士生导师， 主要研究方向： SAR系统设计与信号处理." ]
[ "于春锐 男， 1982年出生于河北省衡水市， 博士， 现为北京跟踪与通信技术研究所助理研究员， 主要研究方向为微波遥感卫星总体设计." ]
[ "计一飞（通讯作者） 男， 1992年7月出生于江苏江阴.博士， 现为国防科技大学电子科学学院讲师， 主要研究方向： SAR信号处理、电离层效应研究. E-mail: jiyifei@nudt.edu.cn" ]
[ "董 臻 男， 1973年9月出生于安徽.博士， 现为国防科技大学电子科学学院教授、博士生导师， 主要研究方向： SAR系统设计与信号处理、 地面动目标指示（GMTI）以及数字波束形成技术. E-mail: dongzhen@vip.sina.com" ]
[ "张启雷 男， 出生于甘肃.博士， 现为国防科技大学电子科学学院副研究员， 主要研究方向：合成孔径雷达、信号处理等. E-mail: zhangqilei@nudt.edu.cn" ]
[ "于 雷 男， 1995年1月出生于吉林省延吉市.现为国防科技大学电子科学学院博士研究生， 主要研究方向： 雷达信号处理、 合成孔径雷达. E-mail: yulei15@nudt.edu.cn" ]
[ "甘 楠 男， 现为国防科技大学电子科学学院硕士研究生， 主要研究方向为SAR信号处理. E-mail: rhettgs@163.com" ]
[ "姚柏栋 男， 1984年出生于安庆.博士， 现为中国电子科技集团华东电子工程研究所对地观测研究与发展中心高级工程师， 主要研究方向为星载合成孔径雷达系统设计、 P波段星载SAR系统设计、 应用处理以及电离层效应校正方法. E-mail: yaobaidong1@163.com" ]
- 基金信息：国家自然科学基金(62101568;61501477)
DOI：10.12263/DZXB.20210698
中图分类号： TN957收稿：2021-06-01，
修回：2021-10-18，
纸质出版：2023-03-25
- 稿件说明：
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张永胜,于春锐,计一飞等.一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法[J].电子学报,2023,51(03):585-592.
ZHANG Yong-sheng,YU Chun-rui,JI Yi-fei,et al.A Correction Method of the Faraday Rotation Effect Based on the Frequency-Domain Ambiguity-Resolving in Spaceborne P-Band Full-Polarimetric SAR[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2023,51(03):585-592.
张永胜,于春锐,计一飞等.一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法[J].电子学报,2023,51(03):585-592. DOI： 10.12263/DZXB.20210698.
ZHANG Yong-sheng,YU Chun-rui,JI Yi-fei,et al.A Correction Method of the Faraday Rotation Effect Based on the Frequency-Domain Ambiguity-Resolving in Spaceborne P-Band Full-Polarimetric SAR[J].ACTA ELECTRONICA SINICA,2023,51(03):585-592. DOI： 10.12263/DZXB.20210698.
摘要
星载P波段合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar， SAR）极化测量性能易受电离层法拉第旋转（Faraday Rotation， FR）效应的影响，随着系统带宽增加，以及中心频率对应的法拉第旋转角（FR Angle， FRA）增大，FR效应色散特征突显，将导致距离向成像恶化以及额外的极化测量误差.针对色散FR效应，提出了一种基于频域解模糊的星载P波段全极化SAR法拉第旋转效应校正方法，通过模糊度一致化以及频域拟合等关键步骤，解决了P波段SAR系统FRA估计值模糊问题，最后在频域实现色散FR效应的校正.利用机载P波段全极化SAR数据开展了仿真验证实验，与传统的图像域校正方法相比，有效抑制了色散的FR效应，显著改善了交叉极化通道图像之间的相关性.
Abstract
The spaceborne P-band synthetic aperture radar (SAR) polarimetric performance is susceptible to the effect of ionospheric Faraday rotation (FR). In particular
as the system bandwidth increases and the FR angle(FRA) with regard to the center frequency increase
the dispersion feature of the FR effect becomes prominent
which will result in the range-imaging deteriorations and extra polarimetric errors. As to the dispersive FR effect
a correction method of the FR effect based on the frequency-domain ambiguity-resolving in spaceborne P-band full-polarimetric SAR is proposed. By implementing the key steps of the ambiguity-extent uniformization and frequency-domain fitting
we solve the problem of FRA estimate ambiguity for P-band SAR systems. Finally
the FR correction is realized in the frequency domain. A set of airborne P-band full-polarimetric SAR data is used for the simulation validation experiment. Compared with the conventional image-domain correction method
the proposed method effectively mitigates the dispersive FR effect
and significantly improves the correlation of the cross-pol channel images.
关键词
Keywords
references
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