एसएआर ध्रुवीकरणयह सिंथेटिक एपर्चर रडार सिस्टम द्वारा प्रेषित और प्राप्त विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के अभिविन्यास का वर्णन करता है। चूंकि विभिन्न सतहें और संरचनाएं क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर क्षेत्रों को अलग-अलग तरीके से बिखेरती हैं, इसलिए ध्रुवीकरण एसएआर इमेजरी की व्याख्या के लिए सबसे उपयोगी चरों में से एक है।
यह गाइड चार लीनियर पोलराइजेशन चैनलों - HH, HV, VH और VV - और तीन आमतौर पर इस्तेमाल होने वाले एक्विजिशन मोड्स: सिंगल पोलराइजेशन, ड्यूल पोलराइजेशन और फुल (क्वाड) पोलराइजेशन के बारे में बताती है। इसमें यह भी बताया गया है कि इंजीनियर रिमोट सेंसिंग, रडार टेस्टिंग और एंटीना सिस्टम के मूल्यांकन के लिए मोड का चुनाव कैसे करते हैं।
एसएआर ध्रुवीकरण क्या है?
अधिकांश अंतरिक्ष आधारित SAR प्रणालियाँ क्षैतिज (H) और ऊर्ध्वाधर (V) रैखिक ध्रुवीकरण का उपयोग करती हैं। दो-अक्षर वाला चैनल कोड पहले प्रेषित ध्रुवीकरण और फिर प्राप्त ध्रुवीकरण को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, HH का अर्थ है क्षैतिज प्रेषण और क्षैतिज प्राप्ति, जबकि HV का अर्थ है क्षैतिज प्रेषण और ऊर्ध्वाधर प्राप्ति।
ध्रुवीकरण महत्वपूर्ण है क्योंकि कोई लक्ष्य आपतित ध्रुवीकरण को संरक्षित रख सकता है, उसे घुमा सकता है या परावर्तित होने वाले ध्रुवीकरण के एक हिस्से को गैर-ध्रुवीकृत कर सकता है। सतह की खुरदरापन, ज्यामिति, परावैद्युत गुण, तरंगदैर्ध्य, आपतन कोण और आंतरिक संरचना, ये सभी मापे गए परावर्तन को प्रभावित करते हैं। इसलिए, ध्रुवीकरण की व्याख्या आवृत्ति बैंड, देखने की ज्यामिति और अंशांकित छवि डेटा के साथ मिलकर की जानी चाहिए।
HH, HV, VH और VV का क्या मतलब है?
| चैनल | संचारित | प्राप्त करें | वर्गीकरण |
|---|---|---|---|
| HH | क्षैतिज | क्षैतिज | सह ध्रुवीकरण |
| HV | क्षैतिज | खड़ा | पार ध्रुवीकरण |
| VH | खड़ा | क्षैतिज | पार ध्रुवीकरण |
| VV | खड़ा | खड़ा | सह ध्रुवीकरण |
HH और VV सह-ध्रुवीकृत चैनल हैं क्योंकि प्रेषण और प्राप्ति ध्रुवीकरण समान होते हैं। HV और VH विपरीत ध्रुवीकृत चैनल हैं क्योंकि प्राप्ति ध्रुवीकरण प्रेषण ध्रुवीकरण के लंबवत होता है। एक अंशांकित पारस्परिक मोनोस्टैटिक प्रणाली में, HV और VH प्रतिक्रियाएँ अक्सर समान होती हैं, लेकिन पूर्ण ध्रुवमापी मापों में दोनों चैनलों को बरकरार रखा जाता है।
एसएआर ध्रुवीकरण के तीन मुख्य तरीके
1. एकल ध्रुवीकरण
एकल-ध्रुवीकरण अधिग्रहण एक चैनल रिकॉर्ड करता है, जो आमतौर पर HH या VV होता है। यह कम डेटा मात्रा और सरल प्रसंस्करण प्रदान करता है जब एक मान्य चैनल पर्याप्त होता है। इसकी सीमा यह है कि एक चैनल प्रकीर्णन तंत्र और लक्ष्य संरचना के बारे में कम जानकारी प्रदान करता है।
2. दोहरी ध्रुवीकरण
ड्यूल-पोलराइजेशन एक्विजिशन दो चैनलों को रिकॉर्ड करता है। सामान्य संयोजनों में HH+HV और VV+VH शामिल हैं, जहां रडार एक पोलराइजेशन प्रसारित करता है और को-पोलराइज्ड और क्रॉस-पोलराइज्ड दोनों रिटर्न प्राप्त करता है। कुछ सिस्टम HH+VV जैसे को-पोलराइजेशन पेयर को भी सपोर्ट करते हैं। ड्यूल-पोलराइजेशन डेटा पूर्ण पोलारिमेट्री की तुलना में डेटा दर और प्रोसेसिंग आवश्यकताओं को अधिक प्रबंधनीय रखते हुए उपयोगी विभेदन क्षमता प्रदान करता है। ESA का कहना है कि Sentinel-1 अपनी ड्यूल-पोलराइजेशन योजनाओं में VV+VH या HH+HV को सपोर्ट करता है।
3. पूर्ण या चतुर् ध्रुवीकरण
पूर्ण पोलारिमेट्रिक एसएआर रिकॉर्ड में HH, HV, VH और VV को जटिल चैनलों के रूप में दर्ज किया जाता है। एक क्लासिकल क्वाड-पोल रडार H और V को क्रम से प्रसारित करता है और आयाम और सापेक्ष चरण की जानकारी को संरक्षित करते हुए H और V दोनों के परिणाम प्राप्त करता है। यह प्रकीर्णन-मैट्रिक्स विश्लेषण और विस्तृत लक्ष्य अपघटन, वर्गीकरण और लक्षण वर्णन में सहायक होता है।
इसके बदले में सिस्टम की जटिलता, कैलिब्रेशन की आवश्यकता, डेटा की मात्रा और प्रोसेसिंग में अधिक मेहनत लगती है। सेंसर के आधार पर, फुल-पोल ऑपरेशन में संकीर्ण स्वाथ या अलग-अलग अधिग्रहण संबंधी प्रतिबंध भी शामिल हो सकते हैं। कॉम्पैक्ट पोलराइजेशन एक और मान्य एसएआर आर्किटेक्चर है, लेकिन यह यहां चर्चा किए गए पारंपरिक सिंगल-, ड्यूल- और क्वाड-पोल लीनियर मोड से अलग है।
सह-ध्रुवीकरण बनाम पर-ध्रुवीकरण
सह-ध्रुवीकृत चैनल अक्सर उन सतहों और संरचनाओं से मजबूत प्रतिध्वनि संरक्षित करते हैं जो प्रेषित ध्रुवीकरण को बनाए रखती हैं। क्रॉस-ध्रुवीकृत प्रतिध्वनि इंगित करती है कि प्रकीर्णन प्रक्रिया ने आयतन प्रकीर्णन, बहु परावर्तन, जटिल ज्यामिति या विषमदैशिक संरचना के माध्यम से ध्रुवीकरण अवस्था के एक भाग को बदल दिया है।
- शांत जल और चिकनी सतहें:जब अधिकांश ऊर्जा रडार से परावर्तित हो जाती है तो वे अक्सर गहरे रंग के दिखाई देते हैं; खुरदरापन, हवा और आपतन कोण प्रतिबिम्ब प्रकीर्णन को बढ़ा सकते हैं।
- वनस्पति:शाखाएँ, तने और पत्तियाँ आयतन प्रकीर्णन उत्पन्न करती हैं, इसलिए क्रॉस-पॉल चैनल मूल्यवान संरचनात्मक जानकारी प्रदान कर सकते हैं।
- शहरी क्षेत्र:भवन और जमीनी सतहें अभिविन्यास और इमेजिंग ज्यामिति के आधार पर मजबूत सह-ध्रुवीय प्रतिफल और दोहरी-बाउंस प्रकीर्णन उत्पन्न कर सकती हैं।
- मिट्टी, बर्फ और हिम:नमी, खुरदरापन, गहराई, तरंगदैर्ध्य और आंतरिक संरचना, ये सभी ध्रुवीकरण प्रतिक्रिया को प्रभावित करते हैं।
ये व्याख्या के सिद्धांत हैं, न कि सार्वभौमिक नियम। रडार बैंड, आपतन कोण, रिज़ॉल्यूशन, मौसम और अंशांकन गुणवत्ता से स्वतंत्र रूप से चैनल का चयन नहीं किया जाना चाहिए।
एसएआर पोलराइजेशन मोड कैसे चुनें
| मांग | व्यावहारिक प्रारंभिक बिंदु |
|---|---|
| विस्तृत क्षेत्र की निगरानी या सीमित डेटा मात्रा | जब एक मान्य चैनल पहचान उद्देश्य को पूरा करता है तो सिंगल-पोल का उपयोग किया जाता है। |
| वनस्पति, कृषि या भूमि आवरण भेदभाव | अतिरिक्त प्रकीर्णन जानकारी के लिए ड्यूल-पोल सह- और क्रॉस-पोलराइज्ड डेटा |
| समुद्री बर्फ, महासागर या बाढ़ का मानचित्रण | बैंड, आपतन कोण और मान्य विधि के अनुसार HH- या VV-आधारित मोड चुनें। |
| उन्नत वर्गीकरण या प्रकीर्णन अपघटन | जब फेज-कैलिब्रेटेड चार-चैनल जानकारी की आवश्यकता हो तो पूर्ण क्वाड-पॉलीमराइजेशन (क्वाड-पॉलीमराइजेशन) का उपयोग किया जाता है। |
सर्वोत्तम तरीका अनुप्रयोग-विशिष्ट होता है। इंजीनियरों को सूचना सामग्री की तुलना कवरेज, रिज़ॉल्यूशन, सिग्नल-टू-शोर अनुपात, स्वाथ, पुनरीक्षण समय, प्रसंस्करण संसाधनों और अंशांकन क्षमता से करनी चाहिए।
पोलारिमेट्रिक रडार के लिए एंटीना और आरएफ संबंधी विचार
विश्वसनीय पोलारिमेट्रिक मापन केवल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम पर निर्भर नहीं करता है। एंटीना और आरएफ श्रृंखला को दोनों ध्रुवीकरण चैनलों में स्थिर प्रदर्शन बनाए रखना चाहिए। महत्वपूर्ण मापदंडों में शामिल हैं:
- परिचालन आवृत्ति और तात्कालिक बैंडविड्थ;
- एच और वी पोर्ट के बीच लाभ और विकिरण-पैटर्न संतुलन;
- बंदरगाह से बंदरगाह तक अलगाव और अंतर-ध्रुवीय भेदभाव;
- आयाम और चरण स्थिरता;
- VSWR, कनेक्टर इंटरफ़ेस और केबल अंशांकन;
- एंटीना संरेखण, माउंटिंग ज्यामिति और अंशांकन संदर्भ तल।
आरएफ एमआईएसओ आपूर्तिदोहरे ध्रुवीकृत हॉर्न एंटेना, ब्रॉडबैंड ड्यूल-पोलराइज्ड हॉर्न एंटेनारडार, मापन और सिस्टम-एकीकरण कार्यों के लिए अन्य आरएफ एंटेना समाधान। मॉडल का चयन हमेशा वर्तमान डेटाशीट और संपूर्ण परीक्षण आवश्यकताओं के आधार पर किया जाना चाहिए।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
एसएआर ध्रुवीकरण कोड में कौन सा अक्षर पहले आता है?
पहला अक्षर प्रेषित ध्रुवीकरण को दर्शाता है और दूसरा अक्षर प्राप्त ध्रुवीकरण को। HV का अर्थ है क्षैतिज संचरण और ऊर्ध्वाधर प्राप्ति।
ड्यूल-पोल और क्वाड-पोल एसएआर में क्या अंतर है?
ड्यूअल-पॉल आमतौर पर दो चैनलों, HH+HV या VV+VH को रिकॉर्ड करता है। क्वाड-पॉल HH, HV, VH और VV को रिकॉर्ड करता है और पूर्ण पोलारिमेट्रिक विश्लेषण के लिए आवश्यक संबंधों को संरक्षित करता है।
क्या एक ही एसएआर ध्रुवीकरण हमेशा सर्वोत्तम होता है?
नहीं। सबसे उपयोगी मोड लक्ष्य, रडार तरंगदैर्ध्य, आपतन कोण, रिज़ॉल्यूशन, पर्यावरणीय परिस्थितियों और प्रसंस्करण उद्देश्य पर निर्भर करता है।
क्रॉस-पॉल चैनल क्यों उपयोगी हैं?
एचवी या वीएच प्रकीर्णन को प्रकट कर सकते हैं जो आपतित ध्रुवीकरण को बदलता है, विशेष रूप से आयतन प्रकीर्णन और वनस्पति जैसे संरचनात्मक रूप से जटिल लक्ष्यों को।
निष्कर्ष
एसएआर ध्रुवीकरण यह नियंत्रित करता है कि रडार किसी लक्ष्य को कैसे प्रकाशित करता है और परावर्तित क्षेत्र को कैसे मापा जाता है। एचएच और वीवी सह-ध्रुवीकृत चैनल हैं, जबकि एचवी और वीएच विपरीत ध्रुवीकृत हैं। एकल ध्रुवीकरण दक्षता प्रदान करता है, द्वि-ध्रुवीकरण विभेदन क्षमता बढ़ाता है, और पूर्ण चतुर्-ध्रुवीकरण सबसे संपूर्ण रैखिक ध्रुवीकरण डेटासेट प्रदान करता है। सटीक परिणामों के लिए अधिग्रहण मोड, एंटीना प्रणाली, अंशांकन विधि और अनुप्रयोग आवश्यकताओं पर एक साथ विचार करना आवश्यक है।
एंटेना चयन या पोलारिमेट्रिक आरएफ माप समर्थन के लिए, आरएफ एमआईएसओ की समीक्षा करें।एंटीना परीक्षण क्षमता or आरएफ एमआईएसओ टीम से संपर्क करें.
संदर्भ और आगे पढ़ने के लिए सामग्री
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पोस्ट करने का समय: 28 जून 2024
