成像雷達(dá)系統(tǒng)通常發(fā)射平面極化雷達(dá)脈沖。與這種脈沖相關(guān)的電場(chǎng)在垂直于波傳播方向的單一平面內(nèi)振蕩。最常見(jiàn)的極化模式是發(fā)射和接收水平極化信號(hào)(指定為HH模式，第一個(gè)字母表示發(fā)射的極化)。 有些系統(tǒng)發(fā)射和接收垂直極化波(VV模式)；上一頁(yè)顯示的基拉韋厄的雷達(dá)圖像就是在這種模式下獲得的。HH和VV兩種模式都可以稱(chēng)為同極化雷達(dá)模式。

散射類(lèi)型

當(dāng)極化雷達(dá)脈沖被土壤或巖石等材料的粗糙表面散射時(shí)(表面散射)，返回天線的大部分散射能量與發(fā)射脈沖具有相同的極化。但是當(dāng)脈沖擊中植物時(shí)，它會(huì)不同程度地穿透(取決于波長(zhǎng))，并與樹(shù)葉、細(xì)枝和樹(shù)干分枝發(fā)生多次碰撞，產(chǎn)生許多散射活動(dòng)。 雖然物理機(jī)制尚不清楚，但這種體散射會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)信號(hào)的部分去極化，從而使一些散射波向各個(gè)方向振動(dòng)。去極化在某種程度上降低了返回到雷達(dá)天線的類(lèi)極化信號(hào)的強(qiáng)度，但是植被仍然在適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)產(chǎn)生強(qiáng)的同極化信號(hào)，如上一頁(yè)的圖像所示。 短波長(zhǎng)雷達(dá)信號(hào)(X和C波段)主要與最上面的葉冠相互作用，不會(huì)穿透到它之外。較長(zhǎng)波長(zhǎng)的雷達(dá)(L和P波段)穿透得更深，與較小植物的莖、樹(shù)枝和樹(shù)枝相互作用。

極化雷達(dá)圖像

一些實(shí)驗(yàn)雷達(dá)系統(tǒng)可以發(fā)射和接收垂直或水平極化平面的信號(hào)。這種能力使他們能夠同時(shí)采集不同收發(fā)極化組合的圖像。除了傳統(tǒng)的HH和VV類(lèi)極化圖像之外，這種系統(tǒng)還可以通過(guò)將一種極化的傳輸與另一種極化(HV和VH模式)的記錄配對(duì)來(lái)產(chǎn)生交叉極化雷達(dá)圖像。 由于與這些機(jī)制相關(guān)的不同去極化效應(yīng)，交叉極化雷達(dá)圖像可以區(qū)分表面散射區(qū)域和體散射區(qū)域。表面散射不會(huì)導(dǎo)致極化的顯著變化，因此交叉極化接收天線從裸露的土壤和巖石區(qū)域接收到的能量很少。 這些區(qū)域在交叉極化雷達(dá)圖像中相對(duì)較暗，但比雷達(dá)平滑表面亮。對(duì)于植被覆蓋的地區(qū)，由于體散射，雷達(dá)信號(hào)會(huì)發(fā)生顯著的去極化。交叉極化接收天線檢測(cè)到極化方向恰好改變90度的去極化雷達(dá)能量的一小部分。 這種接收信號(hào)的強(qiáng)度比任何一種同極化模式記錄的信號(hào)都小得多，但仍然明顯大于來(lái)自表面散射區(qū)域的信號(hào)。因此，在交叉極化雷達(dá)圖像中，增強(qiáng)區(qū)域比非增強(qiáng)區(qū)域更亮。 來(lái)自基拉韋厄的不同偏振的機(jī)載合成孔徑雷達(dá)圖像；對(duì)比C波段VV圖像和解釋圖。草地和森林區(qū)域在HV圖像中是明亮的，因?yàn)轶w散射導(dǎo)致返回信號(hào)的顯著去極化。 粗糙熔巖流造成的表面散射導(dǎo)致的去極化要少得多，因此這些流動(dòng)區(qū)域在HV圖像中更暗，盡管沒(méi)有平滑熔巖流那么暗。請(qǐng)注意，在同極化的圖像中，粗糙的熔巖和植物具有幾乎相同的亮度特征。

多波段融合

在未來(lái)，更多的雷達(dá)系統(tǒng)將有可能以多種極化模式獲取幾個(gè)波長(zhǎng)的圖像，以便更好地辨別不同類(lèi)型的表面材料。與多光譜光學(xué)圖像一樣，這些多波段雷達(dá)圖像可以用作RGB光柵(彩色)顯示器的組件。通過(guò)仔細(xì)選擇波長(zhǎng)/極化分量，可以創(chuàng)建強(qiáng)調(diào)各種表面屬性的彩色圖像，并增強(qiáng)解釋表面材料的能力，如本頁(yè)示例所示。 1994年，美國(guó)宇航局JPL航天飛機(jī)上運(yùn)行的星載成像雷達(dá)-C傳感器拍攝的巴西馬瑙斯地區(qū)的圖像。三個(gè)L波段極化通道用于創(chuàng)建彩色圖像:HH為紅色，HV為綠色，VV為藍(lán)色。綠色區(qū)域是茂密的森林，光滑的河流表面是藍(lán)色的，被淹沒(méi)的森林區(qū)域是黃色和紅色的。 基拉韋厄地區(qū)的機(jī)載合成孔徑雷達(dá)圖像。C波段HV作為紅色通道，L波段HV作為綠色通道，L波段VV作為藍(lán)色通道。森林呈現(xiàn)明亮的藍(lán)綠色，草原呈紅棕色，粗糙的熔巖流呈深藍(lán)色，光滑的熔巖流呈黑色。 泰國(guó)中北部的圖像來(lái)自SIR-C傳感器，由美國(guó)國(guó)家航空航天局-JPL提供。這是一個(gè)被高原和丘陵深深分割的區(qū)域。林區(qū)呈現(xiàn)綠色，農(nóng)業(yè)區(qū)和定居點(diǎn)呈現(xiàn)藍(lán)色。(L波段HH =紅色，L波段HV =綠色，C波段HV =藍(lán)色。) SIR-C傳感器拍攝的蘇門(mén)答臘島中部圖像，由美國(guó)國(guó)家航空航天局-JPL提供。圖像中的森林呈現(xiàn)綠色，而暗粉色到亮粉色的區(qū)域已經(jīng)被清理出來(lái)用于種植棕櫚油。L波段極化通道顏色分配與上面的馬瑙斯圖像相同。