影响雷达图像亮度的因素有哪些? 留言

在雷达图像中,回波越强的区域亮度越高,因为成像雷达系统采用侧视方式,只有一小部分发射能量反射回到天线并被系统检测到。雷达回波强度有多个影响因素,包括地表的朝向、粗糙度和电特性,以及雷达回波的极化方向。

 

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粗糙程度

 

相对平坦的区域,表面粗糙度这一基本特征决定了雷达图像特性。光滑的水平面像一面镜子,产生特定方向的回波(见图),例如平静的水面。

 

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雷达发射的全部能量几乎都从与入射角相等的反射角方向传播出去,即反射的能量都远离了雷达天线。正是因为几乎没有能量返回雷达天线,平滑区域的成像色彩就很暗淡,例如上图中的河流。
 
当雷达发射信号照在粗糙的地表,表面的不规则性使雷达能量散射到很多个方向,其中一小部分返回雷达天线,雷达系统检测到这些能量,并在图像中形成色彩明亮的部分。因此在雷达图像中,地表物体的亮度与粗糙程度成正比,即越粗糙越明亮。
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地形

 

由于地物表面朝向相对于雷达信号传播路径的不同,地形也会影响图像亮度。在其他因素都相同的情况下,垂直于传播路径或直接面向传感器的表面形成的回波最强,背向传感器的山坡形成的回波较弱。
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如果山坡背面倾斜度大于下视角,那么雷达脉冲不能照射到这些区域,该区域就成为阴影区。由于距离增大、下视角减小,阴影区会增多,导致一些较为平缓的山坡背面也成为阴影区。前一页的雷达图像中,绵长的山脊线非常明显,正是山坡正面和背面明暗交汇的结果。
 
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在雷达图像中,人口居住区的建筑物通常亮度较高,这是建筑物的形状导致的。建筑物的侧面平坦,垂直与地面相交,形成了角反射器。如右图所示,雷达信号经过两次平面反射后,向着雷达天线方向传播,与下视角大小无关。有时雷达图像将角反射器成像作为校准回波信号强度的一种手段。
 
电力线高塔和桥架等金属物体在雷达图像中非常明亮,这是因为其介电常数值很大。大多数干燥的自然界物质介电常数值很小,但潮湿的土壤、积雪和植被的介电常数值较大,其雷达反射率也会增加。因此雷达图像也可以用于估算地表物质的水分含量。
 
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原文始发于微信公众号(雷达通信电子战)

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