陆　浩,王振占,刘璟怡,李　彬,董　帅

(中国科学院微波遥感技术重点实验室,中国科学院国家空间科学中心,北京 100190)



Stokes参数数字化求解的误差分析

陆浩,王振占,刘璟怡,李彬,董帅

(中国科学院微波遥感技术重点实验室,中国科学院国家空间科学中心,北京 100190)

Stokes参数是描述极化波的强度量纲,在电磁测量、合成孔径雷达、辐射计中均有广泛应用.文中提出了求解Stokes参数的数字化方法,具有带宽高、稳定性高等特点.针对将模拟信号采样量化后求解Stokes参数的方法,本文分别就自相关和互相关两种计算过程,详细分析并给出了数字量化对最终亮温的误差贡献.文中证明了高于3bit量化引入的亮温误差小于1*10-5K,进一步给出了量化后的系统灵敏度,分析了由数字量化产生的亮温灵敏度偏差.当量化位数为3bit时,数字相关系统灵敏度可以达到理想模拟相关系统的95%.本文为不同应用条件下,满足不同精度时,如何选择特定量化位数与量程提供了依据.

Stokes参数;相关计算;数字采样;量化误差

1　引言

为了描述电磁波的极化状态,1852年英国物理学家Stokes提出用四个具有强度量纲的参数来描述极化波,称之为Stokes参数,如式(1)所示[1]:

(1)

其中,Ev、Eh分别为垂直和水平方向的电场强度,η为波阻抗,k是波尔兹曼常数,λ是波长.

Stokes参数表示了目标电磁辐射的极化度,在电子与光子符合散射实验中,通过测量光子的Stokes参数可以描述受激P态电荷云分布和散射过程的动力学[2].极化电子束在物理学及其相关领……