[工学]微波和定量遥感-01.ppt

* 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 * * * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 电磁场的空间表达 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 远场、近场（Far and Near Field） 在遥感中，假设电磁波应为横波（TEM = Transverse Electromagnetic Wave）； 近场：接近天线的地方并非横波； 远场：远离天线的地方近似为横波。 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 短偶极子 （Short dipole） 球坐标 当r 足够大时，Er = 0； 条件： * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 极化（Polarization） 极化方向 = 电磁场 的振动方向； * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 任意极化方向 电场总可以分解为水平 极化和垂直极化 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 椭圆方程 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 电场的空间变化 av = ah, δ = -90o 右圆极化； av = ah, δ = 90o 左圆极化； av ? ah, δ = ?90o椭圆极化； δ = 0o, 线性极化； 考虑电场的 传播，电场 在空间螺旋变化。 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 Jones 矢量（Jones Vector） * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 矩阵表达 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 矩阵表达一般式 在坐标系统X-Y下 逆矩阵 一般式 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 常用的Jones矢量 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 基于圆极化的电场表达 推导左右圆极化单位矢量 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 左-右圆极化与水平-垂直极化系统的变化关系 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 Stokes 参数 在雷达遥感中，Stokes参数 提供便利方式用于表达功 率密度关系。对单一频率电磁波。 s0 电场强度 （intensity） s1 偏向水平极化的程度 s2、 s3 指明电磁场的极化程度，如 线性极化， 圆极化。 参数关系： * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 Stokes矢量 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 Stokes矢量的矩阵积表达 Coherency 矢量 （coherency vector） * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 Wave Coherency 矩阵 （wave coherency matrix） 改进Stokes矢量 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 非极化与部分极化（unpolarised and partially polarised） 非极化 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 部分极化 极化度 （degree of polarization） * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 Poincare 球（ sphere） Stokes参数的几何描述 以s0为半径的球面 Poincare球面上的每 一点对应一个极化状态 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 极化波的发射与接收 特殊设计的天线可以以不同方式发射极化波：水平、垂直、线性、圆、椭圆极化波。 针对不同的反射极化波亦需要特定的接收天线。 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 极化波与接收天线的极化关系 电场 接收天线的极化特性： 接收天线检测到的电场 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 标量乘法 （scale product） * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 矢量量乘法 （cross product） Poynting 矢量（Poynting vector）:值为电场功率密度，方向为电场的传播方向 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 天线接收实例 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁波 干涉（interference） 相同频率、不同相位 * 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院 * 电磁