極化合成孔徑雷達極化層次和系統工作方式

楊汝良　戴博偉　李海英

①(中國科學院電子學研究所　北京　100190)

②(中國科學院　北京　100864)

③(中國科學院國家天文臺月球與深空探測重點實驗室　北京　100012)

極化合成孔徑雷達極化層次和系統工作方式

楊汝良*①戴博偉②李海英③

①(中國科學院電子學研究所北京100190)

②(中國科學院北京100864)

③(中國科學院國家天文臺月球與深空探測重點實驗室北京100012)

極化合成孔徑雷達的極化層次和系統工作方式是極化合成孔徑雷達總體設計的關鍵技術之一。該文討論了極化合成孔徑雷達的極化層次，含單極化、雙極化、全極化和簡縮極化合成孔徑雷達，較深入地分析了極化合成孔徑雷達系統的工作方式，包括極化時間分割、極化頻率分割、極化編碼和方位向極化空間分割等方式。

極化合成孔徑雷達；極化層次；系統工作方式

引用格式：楊汝良, 戴博偉, 李海英.極化合成孔徑雷達極化層次和系統工作方式[J].雷達學報, 2016, 5(2): 132–142.DOI: 10.12000/JR16013.

Reference format: Yang Ruliang, Dai Bowei, and Li Haiying.Polarization hierarchy and system operating architecture for polarimetric synthetic aperture radar[J].Journal of Radars, 2016, 5(2): 132–142.DOI: 10.12000/JR16013.

1　概述

極化合成孔徑雷達通過發射和接收不同極化方式的電磁波測量地物目標的極化散射特性，獲得目標極化散射矩陣[1]。由于電磁波的極化對目標的表面粗糙度、介電常數、幾何形狀和取向等物理特性比較敏感，因而極化散射矩陣蘊含著豐富的目標信息。極化測量獲得的目標散射矩陣可用于提取目標極化特征參數，在農業大面積地物分類[2,3]、森林物種識別[4]、地質結構描述[5,6]、土壤濕度估計[7]、海冰監測[8]、海洋學[9,10]和軍事目標檢測與識別[11]等領域有著廣泛的應用。

極化合成孔徑雷達極化層次和系統工作方式是極化合成孔徑雷達系統總體設計的關鍵技術之一。隨著極化合成孔徑雷達系統及其應用技術的快速發展，極化層次和系統工作方式得到了深入發展。本文討論了極化合成孔徑雷達的極化層次，含單極化、雙極化、全極化和簡縮極化合成孔徑雷達，較深入地分析了極化合成孔徑雷達系統的工作方式，包括極化時間分割、極化頻率分割、極化編碼分割和方位向極化空間分割等方式。

表1　極化合成孔徑雷達的極化層次Tab.1　Polarization hierarchies of PolSAR

2　極化合成孔徑雷達的極化層次

按照獲取極化散射矩陣的極化層次不同，極化合成孔徑雷達可以分為單極化、雙極化、全極化和簡縮極化，表1給出極化合成孔徑雷達的極化層次對比。

單極化合成孔徑雷達是成像雷達最基本的形式。具有單一極化天線，單一發射通道和相同極化的單一接收通道，產生HH或VV單幅實圖像。國外早期的星載合成孔徑雷達，如Seasat、ERS-1、JERS-1、Radarsat-1等[12,13]都是單極化合成孔徑雷達。

雙極化合成孔徑雷達具有水平(H)和垂直(V)雙極化天線，單路H或V極化正交發射。如果單路接收，可以得到HH和VV的兩幅實圖像，典型的雙極化系統例子為Envisat-ASAR[14,15]；如果雙通道接收，可以得到HH/HV或VV/VH的2×2矩陣的兩幅實圖像，SIR-C[16,17]、RadarSat-2[18]、ALOSPALSAR[19]都具有雙極化條帶模式。

全極化合成孔徑雷達為標準的極化合成孔徑雷達，它由H和V雙極化天線正交發射、雙通道接收組成。發射極化與接收極化必須是正交的極化對。全極化SAR固有的數據產品是場景每一分辨單元4×4散射矩陣。如果滿足互易性、對稱性假設，可能產生3×3矩陣，如被壓縮的Stokes矩陣，或被壓縮的Sinclair散射矩陣，這種形式通常被稱為四極化(Quad-Polarization)合成孔徑雷達。國外已有的星載合成孔徑雷達任務中，RadarSat-2與ALOSPALSAR都具有四極化條帶模式[18,19]，TerraSARX將四極化作為試驗模式[20,21]。

全極化合成孔徑雷達的優點是系統完善，能得到全面反映目標極化散射矩陣的全極化信息。目前全極化系統通常采用極化時分的工作方式，脈沖重復頻率(PRF)是單極化或雙極化合成孔徑雷達的兩倍。主要缺點是：系統復雜，成本高；成像帶寬度是單極化或雙極化合成孔徑雷達的一半；數據率為單極化雷達的4倍，平均數據率與雙極化雷達可比；平均功率大于單極化雷達的兩倍；大視角交叉極化距離模糊惡化[18,19]。為克服上述缺點，降低系統復雜性，權衡成像帶寬度、數據率、脈沖重復頻率、模糊比等指標與參數，必須尋求極化合成孔徑雷達新的結構體系。簡縮極化(Compact Polarimetry, CP)就是為降低全極化系統復雜性而提出的新技術。

簡縮極化雷達僅發射一種極化，接收兩種正交極化及其相對相位。簡縮極化雷達產生的原始數據是后向散射場的協方差矩陣，并可轉換為Stokes矢量。Stokes矢量的4個要素可以由兩路接收極化的強度及相關相位的實部和虛部來估計。簡縮極化主要是爭取獲得與全極化系統可比的后向散射定量分類，而避免全極化系統相關的缺點。

按照發射和接收的極化序列，簡縮極化結構主要的模式有p/4模式、雙圓極化模式(DCP)和圓極化發射線極化接收模式(CTLR)等[22]。近些年，已發射或正在研制中的星載極化SAR多采用簡縮極化方式實現。印度Chandraayan-1月球探測器的Mini-SAR[23]、美國月球勘察軌道器的Mini-RF[24]以及印度的RISAT-1[25]都選擇了雙圓極化簡縮極化模式，日本ALOS-2衛星上搭載的PALSAR-2亦將簡縮極化作為試驗模式，加拿大Radarsat-2后續的雷達衛星星座(RadarSat Constellation Mission, RCM)[26]計劃也采用雙圓極化的簡縮極化模式是實現全極化。目前，簡縮極化是在不增加系統復雜度、不降低分辨率和成像帶寬度的前提下獲得全極化數據的優選方案。

2.1π/4簡縮極化模式[22,27,28]

圖1給出了p/4簡縮極化模式的工作原理圖。系統由H和V雙極化天線、單路發射、單路移相器、H極化和V極化兩路相干接收通道、兩路極化處理器組成。

p/4極化信號的產生過程為：發射信號經0°移相后，同時激勵水平極化天線和垂直極化天線，在空間形成相對于水平向和垂直向成45°傾斜的p/4極化發射信號。由地物反射的p/4極化信號，經水平極化天線和垂直極化天線分別進入H極化和V極化兩路正交極化接收機，再經處理器處理，得到2×2平均協方差矩陣。

圖1　p/4簡縮極化模式的工作原理圖Fig.1　Principle diagram of p/4 compact polarization radar

p/4模式中，極化分解主要在水平向和垂直向對場景中的散射體分布進行。處理器進行聚焦和多視處理：聚焦級輸出單視復圖像數據；多視級輸出2×2平均協方差矩陣，它可轉換為4單元Stokes矢量。經處理重建全極化數據。

目標散射矢量為：

對應的目標協方差矩陣為：

重建的偽全極化目標協方差矩陣為：

式中：

p/4簡縮極化模式在脈沖重復頻率選擇、成像帶寬度、兩接收通路的輻射平衡、功率消耗、下傳數據率、極化分解和定標處理方法等方面有優勢。與全極化方式不同，p/4模式不能區分點目標(單次反射、偶次反射、偶極子)散射點相對雷達視角的方位。但對分布目標，如作物、森林等，p/4模式具有與全極化模式一致的區分能力。

2.2雙圓極化發射接收(DCP)簡縮極化模式[22,29,30]

雙圓極化模式簡縮極化由H和V雙極化天線左旋或右旋圓極化發射，左旋和右旋雙極化相干接收組成。旋轉不變性要求發射的極化必須是圓極化。標準的方法是發射圓極化，接收相干的雙圓極化。雙圓極化發射接收簡縮極化模式由H和V雙極化天線、單路發射機和單路發射移相器、雙路接收移相器、H和V兩路雙極化相干接收和雙極化處理器組成。圖2給出了雙圓極化模式的工作原理圖。

圓極化發射信號的產生過程為：發射信號經發射+90°(或–90°)移相后，同時激勵水平極化和垂直極化天線，在空間形成右旋圓極化(或左旋圓極化)的發射信號。由地物反射的右旋(或左旋)圓極化信號，進入水平極化和垂直極化天線。H極化天線信號經過接收移相器1進行+90°移相，產生右旋圓極化波，進入右旋圓極化接收機；V極化天線信號經過接收移相器2進行–90°移相，產生左旋圓極化波，進入左旋圓極化正交極化接收機，分別經兩路處理器處理，獲得的2×2協方差矩陣，經處理重建3×3四極化協方差矩陣。

圖2　雙圓極化模式的工作原理圖Fig.2　Principle diagram of DCP compact polarization radar

目標散射矢量為(以發射右旋極化為例)：

式中，R與L分別表示右旋和左旋圓極化。對應的2×2的目標協方差矩陣為：

重建的偽全極化目標協方差矩陣為：

式中：

這種方法在基于Stocks矩陣參數的后向散射體分析方面已獲得了很好的結果。后向散射場的Stocks參數主要是：極化度、圓極化比和后向散射場對兩種線性電場矢量的相對相位等。圓極化基接收的Stokes參數公式與常規情況相對應。

雙圓極化模式在Stokes參數計算、兩接收通道接收信號不平衡、極化模式串擾、定標、分解策略等方面都具有優勢。需要特別考慮的內容包括：圓極化比的測量、可區分不同散射體類型的最大電壓、對二面角散射體分布狀態的隨機取向的魯棒性等。

2.3圓極化發射線極化接收(CTLR)簡縮極化模式[22,29,30]

圓極化發射線極化接收模式由H和V雙極化天線左旋或右旋圓極化發射，H和V雙線極化相干接收組成。發射圓極化，接收正交線極化。如果同時饋給H和V天線相位差90°的信號，雙線極化天線將輻射圓極化電磁波。回波由H和V雙線極化天線接收后，經H、V接收通道到達處理器。處理器進行聚焦和多視處理：聚焦級輸出單視復圖像數據，多視級輸出2×2平均協方差矩陣，它可轉換為4單元Stokes矢量。圖3給出了圓極化發射線極化接收簡縮極化模式的工作原理圖。

圓極化信號的產生過程為：發射信號經發射+90°(或–90°)移相后，同時激勵水平極化和垂直極化天線，在空間形成右旋圓極化(或左旋圓極化)的發射信號。由地物反射的信號，經水平極化和垂直極化天線分別進入H極化和V極化兩路正交極化接收機，再經處理器處理，得到2×2平均的協方差矩陣，并可轉換為4單元Stokes矢量。經處理重建全極化數據。目標散射矢量為(以發射右旋極化為例)：

圖3　圓極化發射線極化接收簡縮極化模式的工作原理圖Fig.3　Principle diagram of CTLR compact polarization radar

對應的目標協方差矩陣為：

重建的偽全極化目標協方差矩陣為：

式中：

圓極化發射線極化接收模式可簡化系統體系結構，需要較少的射頻硬件、重量輕、功耗低，系統在Stokes參數產生、通道信號平衡、對相對誤差、串擾的魯棒性等方面有優勢。這種模式優化了相對相位定標和幅度定標，數據通過2×2矩陣完全表征，更適合于改進分解策略，是月球及行星探測器優選的極化雷達結構，同時也是探地雷達的一種可選的、具有吸引力的技術。

3　極化合成孔徑雷達系統的工作方式

為獲得地物目標的全極化散射矩陣，要求多極化合成孔徑雷達系統具有獲得HH、VH、HV、VV 4種極化回波的能力；要同時獲得上面4種極化，必須采用2個并行的發射通道和4個并行的接收通道，但這會大大增加設備的復雜性。對實際多極化系統而言，通常采用雙極化天線單通道發射、單或雙通道接收，利用發射和接收通道的組合，獲得準同時的4種極化回波。極化合成孔徑雷達通常采用極化時間分割、極化頻率分割、極化編碼分割、方位向極化空間分割等方式實現全極化功能。

3.1極化時間分割工作方式[16–21,31]

極化時間分割方式由H與V雙極化天線、一路極化開關和一路發射通道，H極化與V極化兩路接收通道組成，圖4為基于極化時間分割方式的SAR原理圖。圖5為極化時間分割方式收發時序關系圖。雷達在脈沖重復周期(PRT)內交替發射H極化、V極化波，同時接收某一極化入射波對應的H極化與V極化散射回波。這樣，按照極化時間分割方式，可以得到HH/VH/HV/VV 4路極化信息，構成目標的極化散射矩陣，實現全極化功能。

極化時間分割工作方式的優點是結構簡單，易于實現。缺點是：由于每一極化組合信號其方位向取樣頻率僅為PRF值的一半，所以為改善方位模糊需將系統PRF值提高一倍，這使平均功率增加一倍、成像帶寬變窄、交叉極化圖像的距離模糊惡化。

圖4　基于極化時間分割方式的SAR系統原理框圖Fig.4　Principle diagram of polarization time-division multiplexing pulse SAR

圖5　基于極化時間分割方式的信號收發時序圖Fig.5　Timing sequence diagram of polarization time-division multiplexing pulse SAR

圖6　基于極化頻率分割方式的信號收發時序圖Fig.6　Timing sequence diagram of polarization frequency-division multiplexing pulse SAR

現今許多機載多極化SAR系統，如加拿大的C/X SAR、NASA-JPL的AIRSAR、日本的Pi-SAR以及德國的ESAR[32]，部分星載SAR系統，如美國的SIR-C/X SAR[16,17]、加拿大RadarSat-2[18]、德國TerraSAR[20,21]以及日本PALSAR[19]等，均采用PRF加倍的極化時間分割方式實現全極化。

3.2極化頻率分割工作方式[31]

極化頻率分割工作方式分別由水平、垂直線極化天線同時發射兩種不同極化、不同中心頻率的脈沖信號，兩接收通道同時接收回波并進行記錄，然后通過濾波器對回波信號進行頻率分離，從而得到目標的4種全極化信息?？紤]到平臺對發射信號功率的限制，水平極化與垂直極化兩種脈沖信號只能成對發射，并且兩個發射脈沖之間要留有一很窄的時隙以便功率轉換。圖6為極化頻率分割工作方式信號收發時序圖。

極化頻率分割方式所發射的H、V極化脈沖對在頻域上是連續的，這樣發射脈沖信號帶寬將要增加一倍以上，高質量的天線系統和濾波器研制增加了系統實現的難度和復雜性。

3.3極化編碼分割工作方式[19,31]

極化編碼分割工作方式要求H極化和V極化兩幅天線同時發射H和V線極化脈沖信號，并對發射脈沖進行正交編碼，在接收通道通過正交解碼來分離同極化和交叉極化信號，從而得到目標的散射矩陣。圖7給出極化編碼分割方案下系統的原理示意。

圖8給出采用具有正負調頻斜率的線性調頻脈沖信號的極化SAR系統收發信號時序。

同極化和交叉極化回波信號分別經過與正負調頻斜率發射信號相對應的匹配濾波器后，能夠很好地分離開來，同時保持了較好的壓縮效果。理想情況下，極化編碼分割工作方式的方位模糊和距離模糊與極化頻率分割工作方式相同，但這種方案不需要轉換開關，有利于提高系統的壽命和可靠性。

圖7　基于極化編碼分割工作方式的SAR系統原理框圖Fig.7　Principle diagram of polarization code-division multiplexing pulse SAR

圖8　基于極化編碼分割工作方式的信號收發時序圖Fig.8　Timing sequence diagram of polarization code-division multiplexing pulse SAR

3.4方位向極化空間分割工作方式[14,15,33,34]

方位向極化空間分割工作方式，是在一個合成孔徑時間內，將方位向空間分割為若干子孔徑，在極化開關控制下H和V天線交替輻射成對極化脈沖串(Twin-burst)，H和V天線同時接收，得到全極化數據。

方位向極化空間分割成對脈沖串獲得全極化的方式，采用與ScanSAR類似的方法，以犧牲方位分辨率為代價獲得全極化。將方位向合成孔徑時間Ts分成多個駐留時間段。與ScanSAR不同的是，雷達在多個駐留時間段之間不切換波位，而是在同一波位內切換發射信號的極化方式，即在相鄰兩段駐留時間內交替發射水平極化和垂直極化脈沖串(burst)，并接收脈沖串的回波。這種工作方式簡化了全極化合成孔徑雷達結構，減少數傳數據率，降低成本。在已發射的星載合成孔徑雷達中，歐空局的Envisat-ASAR[14,15]與意大利的Cosmo-Skymed[33,34]都采用這種方式實現多極化，德國的TerraSAR[20,21]亦將這種極化方式作為試驗模式。

方位向極化空間分割方式有雙通道接收和單通道接收兩種模式。

3.4.1雙接收通道方位向極化空間分割方式雙接收通道方位向極化空間分割方式由H極化和V極化天線、1路發射機、1個發射極化開關、兩路正交極化接收機和兩路數據處理器組成，系統工作原理如圖9所示。發射機由發射極化開關K1控制，交替切至H極化天線和V極化天線發射成對脈沖串，地物散射回波同時經H極化和V極化天線進入H和V極化接收通道，順序得到HH/HV、VH/VV極化數據。經數據處理，最終得到成像區域的HH/HV/VH/VV全極化數據。

圖10給出雙接收通道方位向極化空間分割方式發射與接收極化狀態示意。該工作方式下，需要將方位向合成孔徑時間Ts等分成3段，每段駐留時間為Ts/3。雷達在相鄰波束駐留時間Td1與Td2內交替發射H極化脈沖串和V極化脈沖串，H極化與V極化雙通道同時接收。

圖11(a)給出駐留時間Td1內H極化發射、H與V雙極化接收的方位向成像區域示意，可見在多個駐留時間Td1內可獲得方位向連續拼接的HH與HV極化圖像；圖11(b)給出駐留時間Td2內V極化發射、H與V雙極化接收的方位向成像區域示意，可見在多個駐留時間Td2內可獲得方位向連續拼接的VH與VV極化圖像。

由分析可知：雷達通過波束在相鄰駐留時間內交替發射H極化脈沖串和V極化脈沖串、H極化與V極化雙通道同時接收的方式，可準同時獲得方位向同一區域的HH/HV/VH/VV全極化雷達圖像。該種工作方式下的全極化雷達圖像的方位單視分辨率較常規雙極化雷達圖像惡化3倍。

圖9　雙接收通道方位向極化空間分割方式工作原理圖Fig.9　Principle diagram of polarization space-division in azimuth of dual-receiver radar

圖10　雙接收通道方位向極化空間分割方式收發極化狀態示意圖Fig.10　Tx/Rx polarization of polarization space-division in azimuth of dual-receiver radar

圖11　雙接收通道方位向極化空間分割方式方位向成像區域示意圖Fig.11　Imaging area in azimuth of polarization space-division dual-receiver SAR

3.4.2單接收通道方位向極化空間分割方式單接收通道方位向極化空間分割方式由H極化和V極化天線、1路發射機、1個發射極化開關K1、1個接收極化開關K2、1路接收機和數據處理器組成。單接收通道方位向極化空間分割方式工作原理如圖12所示。發射機通過發射極化開關K1控制，交替切至H極化天線和V極化天線發射成對脈沖串，地物反射的回波經H極化和V極化天線接收，經接收極化開關K2控制，分別將H極化天線接收到的HH或VH極化數據、V極化天線接收到的HV或VV極化數據送入單路相干接收機。經數據處理得到HH/HV/VH/VV全極化數據。

圖13給出單接收通道方位向極化空間分割方式發射與接收極化狀態示意。該工作方式下，需要將方位向合成孔徑時間Ts等分成5段，每段駐留時間為Ts/5。雷達在波束駐留時間Td1＋Td2與Td3＋ Td4內交替發射H極化脈沖串和V極化脈沖串；Td1駐留時間內H極化發射、H極化接收，Td2駐留時間內H極化發射、V極化接收，Td3駐留時間內V極化發射、H極化接收，Td4駐留時間內V極化發射、V極化接收。

雷達在相鄰駐留時間內交替發射H極化脈沖串和V極化脈沖串，每種極化脈沖串的回波分別采用H極化和V極化輪流接收，可準同時獲得方位向同一區域的HH/HV/VH/VV全極化雷達圖像。該種工作方式下的全極化雷達圖像方位單視分辨率較常規單極化雷達圖像惡化5倍。

方位向發射成對極化脈沖串獲得多極化的方式比較靈活，可根據極化和分辨率需求靈活設置駐留時間和發射接收極化方式。

圖12　單接收通道方位向極化空間分割方式工作原理Fig.12　Principle diagram of polarization space-division in azimuth of single-receiver radar

圖13　單接收通道方位向極化空間分割方式收發極化狀態示意圖Fig.13　Tx/Rx polarization of polarization space-division in azimuth of single-receiver radar

4　結束語

在極化合成孔徑雷達系統技術研究中，雷達的極化結構和工作方式是首要考慮的關鍵問題。早期研制的單極化和雙極化SAR系統已逐漸不能滿足極化合成孔徑雷達應用發展的需要。為獲得反映目標極化散射矩陣的全極化信息，極化SAR系統通常采用極化天線、發射通道與接收通道在時間和空間不同的組合獲得準同時的四極化回波。

(1)極化時間分割。結構簡單，易于實現；缺點是脈沖重復頻率提高一倍，平均功率增大一倍、成像帶寬變窄、交叉極化圖像的距離模糊惡化。

(2)極化頻率分割或極化編碼分割。均可以在一定程度上抑制極化SAR的距離模糊。極化頻率分割的信號帶寬將增加一倍，高質量的帶通濾波器增加實現的難度；極化編碼分割工作方式能較好地抑制距離模糊，不增加信號帶寬，下傳數據率降低一倍。在MIMO-SAR系統中有進一步的發展前景。

(3)方位向極化空間分割。是以犧牲方位分辨率為代價獲得全極化。這種工作方式雷達結構簡化，數據率低，受到普遍重視。

簡縮極化合成孔徑雷達僅發射單一的極化而接收兩路正交極化及其相對的相位，測量2×2協方差矩陣，再作為4單元Stokes矢量重建全極化數據。簡縮極化SAR雖不像全極化系統那樣完美，然而在很多應用中，簡縮極化雷達的結果可近似等效于全極化雷達，且簡縮極化雷達的結果遠優于單極化合成孔徑雷達，并總是優于常規雙極化雷達[35–38]。按照發射和接收的極化方式，簡縮極化主要工作模式歸納如下：

(1)p/4簡縮極化模式。在脈沖重復頻率選擇、成像帶寬度、兩接收通路的幅相平衡、功率消耗、下傳數據率、極化分解和定標處理方法等方面有優勢。

(2)雙圓極化模式。系統硬件復雜，但在Stokes參數計算、兩接收通道接收信號不平衡、極化模式串擾、定標、分解策略等方面都具有優勢。

(3)圓極化發射線極化接收模式。結構簡化，射頻硬件設備量少、重量輕、功耗低，系統在Stokes參數產生、通道信號平衡、對相對誤差、串擾的敏感性降低等方面有優勢。這種模式優化了相對相位定標和幅度定標，數據通過2×2矩陣完全表征，更適合于改進分解策略，可作為極化雷達的首選結構。

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楊汝良(1943–)，男，中國科學院電子學研究所研究員，博士生導師，主要研究領域為星載、機載合成孔徑雷達系統、微波成像雷達新體制、新技術研究。

戴博偉(1973–)，男，博士，研究員，中國科學院重大科技任務局副局長。主要研究方向為極化合成孔徑雷達系統與信息處理、新一代信息技術發展戰略研究、先進科研網絡建設與應用。

李海英(1974–)，女，博士，中國科學院國家天文臺副研究員，主要從事雷達技術在月球與深空探測中的應用研究。

Polarization Hierarchy and System Operating Architecture for Polarimetric Synthetic Aperture Radar

Yang Ruliang①Dai Bowei②Li Haiying③

①(Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
②(Chinese Academy of Sciences, Beijing 100864, China)
③(Key Laboratory of Lunar and Deep Space Exploration, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100012, China)

Polarization hierarchy and system operating architecture is one of the key technologies for Polarimetric Synthetic Aperture Radar (PolSAR)system design.In this paper the polarization hierarchies of PolSAR, including Single-Polarization radar, Dual-Polarization radar, Full-Polarization radar, and Compact Polarization radar are discussed.In addition, the system operating architectures such as Polarization Timedivision multiplexing pulse, Polarization Frequency-division multiplexing pulse, Polarization Code-division multiplexing pulse, and Polarization Space-division in Azimuth are presented more in detail.

Polarimetric Synthetic Aperture Radar (PolSAR); Polarization hierarchy; System operating architecture

TN957.5

A

2095-283X(2016)02-0132-11

10.12000/JR16013

2016-01-20；改回日期：2016-03-14；網絡出版：2016-04-08

楊汝良rlyang@mail.ie.ac.cn

863項目和國家部委基金

Foundation Items: The National 863 Program of China, The National Ministries Foundation