FDTD simulations of the Polarization dependency of terrain vehicles in VHF-band SAR images

Målsättningen med rapporten är att diskutera relativa nyttan med att använda HH- eller VV-polarisation för måldetektion med syntetisk aperturradar (SAR) inom bandet 20-90 MHz. Rapporten presenterar resultat från beräkningar av elektromagnetisk spridning och SAR-simuleringar av en terrängbil på dielektrisk mark. Infallsvinklar som studerats är 60°, 73° och 85°. De elektromagnetiska beräkningarna har utförts med FDTD-metoden och SAR-simuleringarna med en planvågsmodell. Radarmålarean i lågfrekvensgränsen är generellt sett högre för VV- jämfört med HH-polarisation. Detta är en konsekvens av att det totala infallande fältet är större för VV-polarisation. Spridningsmekanismerna inom det studerade parameterintervallet är dock komplicerade och har inslag av både lågfrekvens- och högfrekvensegenskaper. Den huvudsakliga slutsatsen är att högfrekvensegenskaper dominerar för infallsvinklarna 60° och 73°, dvs spridningen domineras av den dihedral som bildas mellan terrängbilens vertikala sida och marken. Detta resulterar i en högre radarmålarea för HH-polarisation. Vid den största infallsvinkeln 85° så är VV-polarisation något högre p.g.a. vinkelberoendet hos Fresnels reflektionskoefficienter. För tillämpningar avseende vegetationsgenomlysning noteras att klotterspridning och dämpning för HH-polarisation är lägre så att detektionsprestanda generellt sett är bättre jämfört med VV-polarisation inom det studerade parameterintervallet.