靴卷…电子科学学刊ＪＯＵＲＮＡＬＦｏＥＬＥＣＴＲＯＮＩＳＣＶｏ２Ｎｏ２ｌ２Ｍａ２０ｒ００／２０年３月００多极化合成孔径雷达数据伪彩色合成处理６１登ｆ中国科学院电子学研究所北京１０８）０００｛．摘要本文研究了利用多极化合成孔径雷达（ＡＲ】数据产生极化伪彩色合成图的方法．提Ｓ出了用Ｍ归一化后得到的Ｓｏｅ阵来产生目标的极化合成孔径雷达伪彩色图的新方法。ｔｋｓ矩由于它消除了目标总功率大小对图像色彩的影响，因而可以分析场景回波功率太强或太弱目标与极化特征图具有相同形状的目标。另外．还提出用极化特征图方法求出三种极化组合．使两１引言多极化合成孔径雷达通过发射、接收正交线性极化波获取场景目标的极化散射矩阵。极化散射矩阵能包容更多的目标散射特性．因此在多极化合成孔径雷达（ＡＳＲ）图像的处理过程中我们可用不同的色彩代替灰度图来表现场景目标的极化散射矩阵，达到突出图像信息的目的。经过图像彩色增强处理，例如彩色密度分割、曲彩色增强，图像的信息识别效果会获得很大的改善。在单极化合成孔径雷达中，由于归一化产生图像时所处理的数据是地面目标在单极化条件下的回波功率，只能先产生灰度图，再用彩色增强的方法产生伪彩色图，所用到的彩色增强技术往往是彩色密度分割［。在本文中，我们提出多极化合成孔径雷达数据利用极化合成的方法产生任意极化组合下的回波功率，并从中选择三种极化组合方式回波功率通过定的归一化方法合成一幅极化ＳＲ伪彩色图像。由于地面目标在不同极化组合时回波功Ａ率是不同的，我们用彩色合成的方法把差异信息综合地反映出来，这时图像上目标信息差别显著地扩大了，提高了目标的识别效果。同时，在极化组合处理过程中，我们提出用归一化Ｓｏｅ阵的方法，这样可以分析场景回渡功率太强或太弱目标及极化特征图具有相同形ｔｋｓ矩一状的目标．２目标的Ｓｏｅｔｋｓ矩阵及极化特征图在后向散射坐标系（Ｓ中，极化合成孔径雷达发射、接收的电磁波可表示如下【ｌＢＡ）２】Ｅ魂＋磁，（）１Ｅ：０＋其中Ｅ表示发射的电磁波，Ｅ表示接收的电磁波。根据Ｓ￣ｌｉ论文＿，ｂｃａｒ的３＿间的关系为＝、之ｈＥ李ｖｔ?ｉ或Ｅ，＝［］ｈｈｖ，Ｅｈ］１９７１９８０４收到．１９４０９９９―５定稿２期刘宏春等：多极化合成孔径雷达数据曲彩色合成处理２７９其中ｒ射目是散标与接收天线之间的距离；是电磁波的波数，［＝ｌｎ。被称而ｈ＾Ｊ］Ｌ。ｎＩ为目标极化散射矩阵［，矩阵中的每一元素都是复数。电磁渡的频率、散射与辐射的角度２ｉ及散射目标的位置状态都会影响矩阵元素的值。全极化合成孔径雷达的原始极化数据经过常规合成孔径雷达成像处理及极化定标处理就得到了极化散射矩阵。为了完整地反映目标的极化散射特性，在成像处理过程中需要保持极化散射矩阵各元素之间的相位关系。根据（），接收天线所吸收的功率可表示为２式＝Ｋｓ［ＳＴＭ］ｔ其中上标表示转置，Ｓ、ｓｒ分别表示发射、接收天线的归一化Ｓｏｅｔｋｓ向量。在极化理论文献中，『１称为Ｓｏｅ阵Ⅳ被ｔｋｓ矩（３）Ｓｏ￣ｔｋ，阵能完整地表示目标极化ｓ矩散射特性，其元素可以用目标极化散射矩阵ｆ１ｈ的元素表示出来，这意味着Ｓｏｅ阵和极ｔｋｓ矩化散射矩阵是完全等价的。在已知目标的Ｓｏｅ矩阵的情况下，可以计算出在某一特定极ｔｋｓ化组合时，接收机所获取的功率这一处理过程被称为极化合成。只要某一地域目标的极化散射特性被完全获取，经过极化合成处理的图像比固定极化合成孔径雷达的图像包含更多的信息由于用不同极化组合所产生的图像来分析特定目标的极化特征，与图像归一化因子及人眼对不同范围的灰度变化敏感度大小紧密相连，因而不能直观地表现目标的极化散射特性。为此引入极化特征图的概念来具体分析某一种或一类目标的极化散射特性ｌ根据（）５Ｊ３式，在已知目标的Ｓｏｅ阵情况下，确定发射和接收天线的极化状态后，我们能求出对应ｔｋｓ矩的回波功率。在不同发射、接收极化状态下，不同的目标的极化回波功率变化不一样。当发射天线和接收天线的极化状态一致时，我