Введение

Форма радаров, используемых для создания изображений ландшафтов.

Радар с синтезированной апертурой (SAR) – это тип радара, используемый для создания двухмерных изображений или трехмерных реконструкций объектов, таких как ландшафты. SAR использует движение антенны радиолокатора над наблюдаемой областью для обеспечения более высокого пространственного разрешения, чем у обычных радаров со стационарным сканированием. SAR обычно устанавливается на подвижную платформу, например, самолет или космический аппарат, и берет свое начало в усовершенствованной форме бортового радиолокатора бокового обзора (SLAR). Расстояние, которое устройство SAR проходит над целью в течение времени, пока сцена освещается, формирует большую синтезированную апертуру антенны (размер антенны). Как правило, чем больше апертура, тем выше разрешение изображения, независимо от того, является ли апертура физической (большая антенна) или синтезированной (движущаяся антенна). Это позволяет SAR создавать изображения высокого разрешения с относительно небольшими физическими антеннами. При фиксированном размере и ориентации антенны объекты, находящиеся дальше, остаются освещенными дольше – следовательно, SAR обладает свойством создавать более крупные синтезированные апертуры для более удаленных объектов, что обеспечивает постоянное пространственное разрешение на различных расстояниях обзора. Для создания изображения SAR последовательно передаются радиоимпульсы для "освещения" наблюдаемой сцены, а эхо каждого импульса принимается и записывается. Импульсы передаются и эхо принимается с помощью антенны, формирующей однолучевое излучение, с длиной волны от метра до нескольких миллиметров. По мере движения устройства SAR на борту самолета или космического аппарата положение антенны относительно цели меняется со временем. Обработка сигналов последовательно записанных эхосигналов радара позволяет объединить записи, полученные с разных положений антенны. Этот процесс формирует синтезированную апертуру антенны и позволяет создавать изображения с более высоким разрешением, чем было бы возможно с данной физической антенной.

Мотивация и заявки

SAR способен осуществлять высокоточное дистанционное зондирование, независимо от высоты полета и погодных условий, поскольку SAR может выбирать частоты для минимизации затухания сигнала, вызванного атмосферными явлениями. SAR обеспечивает возможность получения изображений в любое время суток, поскольку источником освещения является сам SAR. Изображения, полученные с помощью SAR, широко применяются в дистанционном зондировании и картографировании поверхностей Земли и других планет. Область применения SAR чрезвычайно широка. Примеры включают топографию, океанографию, гляциологию, геологию (например, распознавание рельефа и исследование подповерхностных структур). SAR также может использоваться в лесном хозяйстве для определения высоты леса, запаса биомассы и мониторинга вырубки лесов. Дифференциальная интерферометрия применяется для мониторинга вулканической активности и землетрясений. SAR также может быть использован для контроля стабильности гражданской инфраструктуры, такой как мосты. SAR полезен для экологического мониторинга, включая обнаружение разливов нефти, наводнений, мониторинг роста городов, военную разведку, в том числе для стратегического планирования и тактической оценки. Электромагнитные волны передаются последовательно, принимаемые отраженные сигналы собираются, а электронная система оцифровывает и сохраняет данные для последующей обработки. Поскольку передача и прием происходят в разные моменты времени, они соответствуют различным небольшим позициям. Упорядоченная комбинация принятых сигналов формирует виртуальную апертуру, значительно превышающую физическую ширину антенны. Это является источником термина "синтетическая апертура", наделяющего систему свойствами радиолокационной съемки. На втором этапе применяется дополнительная предварительная обработка, такая как совместная регистрация изображений и фазовая калибровка. Кроме того, использование нескольких базовых линий позволяет расширить 3D-визуализацию во временном измерении. 4D и многомерная SAR-визуализация позволяет получать изображения сложных сцен, таких как городские районы, и обеспечивает более высокую производительность по сравнению с классическими интерферометрическими методами, такими как интерферометрия с использованием постоянных отражателей (PSI).

Алгоритм

Алгоритмы SAR моделируют сцену как набор точечных отражателей, не взаимодействующих друг с другом (приближение Борна). Несмотря на различия в деталях различных алгоритмов SAR, обработка SAR в каждом случае заключается в применении согласованного фильтра к исходным данным для каждого пикселя выходного изображения, при этом коэффициенты согласованного фильтра представляют собой отклик от единственного изолированного точечного отражателя. На заре развития обработки SAR исходные данные записывались на пленку, а последующая обработка согласованным фильтром осуществлялась оптически с использованием линз конической, цилиндрической и сферической формы. Алгоритм Range-Doppler является примером более современного подхода.

Существующие подходы к оценке спектра

Синтетический радар определяет трехмерную отражательную способность на основе измеренных данных SAR. По сути, это оценка спектра, поскольку для конкретной ячейки изображения комплексные значения измерений SAR из стека SAR-изображений представляют собой дискретизированную версию преобразования Фурье отражательной способности в направлении высоты, однако это преобразование Фурье является нерегулярным. Таким образом, методы спектральной оценки используются для повышения разрешения и снижения зернистости по сравнению с результатами, полученными с помощью традиционных методов SAR-визуализации на основе преобразования Фурье. Является популярным алгоритмом, используемым как новый вариант алгоритмов БПФ для обработки в многомерных системах синтетической апертуры (SAR). Этот алгоритм основан на изучении теоретических свойств наборов индексов и групп перестановок входных и выходных данных. Раздел конечной многомерной линейной алгебры используется для выявления сходств и различий между различными вариантами алгоритма БПФ и создания новых вариантов. Каждое многомерное вычисление ДПФ представляется в матричной форме. Многомерная матрица ДПФ, в свою очередь, разлагается на набор факторов, называемых функциональными примитивами, каждый из которых индивидуально связан с базовой программно-аппаратной вычислительной архитектурой.

Преимущества

Для математических формулировок используются аддитивные групповые свойства многомерных наборов индексов ввода-вывода, что облегчает установление соответствия между вычислительными структурами и математическими выражениями и, следовательно, обеспечивает лучшие результаты по сравнению с традиционными методами.

Недостатки

Реализация требует вычисления двух вычислительно сложных задач: инверсии матрицы ковариаций R и умножения на матрицу, что необходимо выполнять для каждой точки. Эмпирически метод APES приводит к более широким спектральным пикам, чем метод Капона, но обеспечивает более точные оценки спектральной амплитуды в SAR. В методе Капона, хотя спектральные пики и уже, чем у APES, уровень боковых лепестков выше, чем у APES. В результате, оценка амплитуды ожидается менее точной для метода Капона, чем для метода APES. Метод APES требует примерно в 1,5 раза больше вычислительных ресурсов, чем метод Капона.

Преимущества

Фильтрация уменьшает количество доступных выборок, но при тактически продуманном подходе увеличение отношения сигнал/шум (SNR) в отфильтрованных данных компенсирует это уменьшение, и амплитуда синусоидальной компоненты с частотой может быть оценена точнее по отфильтрованным данным, чем по исходному сигналу.

Недостатки

Матрица автоковариации значительно больше в двумерном случае, чем в одномерном, поэтому её размер ограничен объёмом доступной памяти.

Недостатки

Потеря разрешения при усреднении.

Преимущества

Он инвариантен к режиму визуализации: это означает, что использует один и тот же алгоритм независимо от используемого режима визуализации, в то время как методы, работающие в частотной области, требуют изменений в зависимости от режима и геометрии. Процедура реализации этой концепции описана ниже. Алгоритм обратной проекции требует значительных вычислительных ресурсов. Он особенно эффективен для датчиков с большой полосой пропускания, широким углом обзора и/или длинными когерентными апертурами при значительном отклонении от траектории.

Многостаточная работа

SAR требует, чтобы эхосигналы записывались с нескольких антенных позиций. Чем больше записей (в разных местах расположения антенны), тем надежнее характеристика цели. Получить несколько записей можно, перемещая одну антенну в различные положения, размещая несколько стационарных антенн в разных местах или комбинируя эти подходы. Преимущество использования одной подвижной антенны заключается в том, что ее можно легко разместить в любом количестве позиций для получения любого количества моностатических сигналов. Например, антенна, установленная на самолете, делает множество записей в секунду по мере движения самолета. Основные преимущества использования нескольких стационарных антенн заключаются в возможности характеристики движущейся цели (при условии, что электроника захвата достаточно быстрая), отсутствии необходимости в транспортном средстве или механизме движения, а также в том, что положения антенн не нужно определять на основе других, иногда ненадежных, данных. (Одна из проблем при использовании SAR на борту самолета – определение точного положения антенны во время полета). При использовании нескольких стационарных антенн возможны все комбинации моностатических и мультистатических радиолокационных сигналов. Однако нецелесообразно записывать сигнал для каждого из двух направлений передачи для заданной пары антенн, поскольку эти сигналы будут идентичны. При использовании нескольких стационарных антенн общее количество уникальных эхосигналов, которые можно записать, равно N, где N – количество уникальных положений антенн.

Режим Stripmap воздушный SAR

Антенна остается в фиксированном положении. Она может быть ориентирована ортогонально к траектории полета, либо слегка наклонена вперед или назад.

Режим сканирования SAR

Работая в режиме сканирования SAR, луч антенны периодически смещается, охватывая таким образом значительно большую площадь, чем в режимах прожектора и картографирования полосой. Однако разрешение по азимуту значительно снижается по сравнению с режимом картографирования полосой из-за уменьшения азимутальной полосы частот. Очевидно, что существует компромисс между разрешением по азимуту и площадью сканирования SAR. В данном режиме синтетическая апертура распределяется между подполосами и не обеспечивает непрерывного наблюдения в пределах одной подполосы. Для объединения азимутальных всплесков и подполос по дальности требуется операция мозаики в азимутальном и дальностном направлениях.

Четырехкомпонентная модель рассеивающей энергии

Для анализа изображений PolSAR могут возникать случаи, когда условие симметрии отражения не соблюдается. В таких случаях для разложения полярных изображений синтетической апертуры радара (SAR) может быть использована четырехкомпонентная модель рассеяния. Этот подход предназначен для обработки случаев несимметричного рассеяния. Он включает и расширяет трехкомпонентный метод разложения, предложенный Фриманом и Дурденом, добавляя четвертый компонент – мощность спирального рассеяния. Этот член, описывающий спиральное рассеяние, обычно проявляется в сложных городских условиях, но отсутствует при рассеянии от естественных распределенных объектов. Существует также улучшенный метод, использующий алгоритм четырехкомпонентного разложения, разработанный для общего анализа данных PolSAR. Данные SAR сначала фильтруются для уменьшения зернистости, а затем каждый пиксель разлагается по четырехкомпонентной модели для определения мощности рассеяния от поверхности, мощности двойного отражения, мощности объемного рассеяния и мощности спирального рассеяния. Хотя данный метод ориентирован на случаи несимметричного рассеяния, он автоматически учитывает условие симметрии отражения, что позволяет использовать его в общем случае. Он также сохраняет характеристики рассеяния, принимая во внимание смешанные типы рассеяния, что делает его более эффективным алгоритмом.

Интерферометрия

Вместо того, чтобы отбрасывать фазовые данные, из них можно извлечь информацию. Если имеются два наблюдения одной и той же местности с очень близких позиций, можно выполнить синтез апертуры, чтобы получить разрешение, эквивалентное радиолокационной системе, размеры которой равны расстоянию между двумя измерениями. Этот метод называется интерферометрической радиолокацией с синтезированной апертурой или InSAR. Если два образца получены одновременно (например, путем установки двух антенн на одном самолете на некотором расстоянии друг от друга), то любая разница фаз будет содержать информацию об угле, под которым вернулось радиолокационное отражение. Комбинируя эту информацию с данными о расстоянии, можно определить трехмерные координаты пикселя изображения. Иными словами, можно получить данные о высоте местности, а также о радиолокационной отражательной способности, создавая цифровую модель рельефа (DEM) за один пролет самолета. В Канадском центре дистанционного зондирования с помощью самолета были созданы цифровые карты рельефа с разрешением 5 м и погрешностью высоты также около 5 м. Интерферометрия была использована для картографирования многих регионов земной поверхности с беспрецедентной точностью на основе данных миссии "Шаттл-Радар Топография". Если два образца разделены по времени, например, получены в результате двух полетов над одной и той же местностью, то существует два возможных источника фазового сдвига. Первый – это высота местности, о которой говорилось выше. Второй – это смещение местности: если местность изменила свое положение между наблюдениями, она вернет сигнал с другой фазой. Величина смещения, необходимая для возникновения заметной разницы фаз, сопоставима с длиной используемой волны. Это означает, что смещение местности на сантиметры может быть обнаружено на полученном изображении (для разделения двух типов фазовых разностей необходима цифровая модель рельефа; для ее создания может потребоваться третий пролет). Этот второй метод представляет собой мощный инструмент в геологии и географии. Можно картографировать течение ледников, используя данные двух пролетов. Опубликованы карты, показывающие деформацию земной поверхности после незначительного землетрясения или после извержения вулкана (включая уменьшение размеров всего вулкана на несколько сантиметров).

Дифференциальная интерферометрия

Дифференциальная интерферометрия (D InSAR) требует получения как минимум двух изображений с добавлением DEM. DEM может быть создан на основе измерений GPS или сгенерирован с помощью интерферометрии, при условии, что время между получением пар изображений короткое, что гарантирует минимальные искажения изображения земной поверхности. В принципе, для D InSAR часто достаточно трех изображений исследуемой области с близкой геометрией съемки. Принцип обнаружения смещений земной поверхности достаточно прост. Из первых двух изображений создается одна интерферограмма, которая также называется опорной или топографической интерферограммой. Создается вторая интерферограмма, фиксирующая топографию и деформации. Вычитание последней из опорной интерферограммы позволяет выявить дифференциальные интерференционные полосы, указывающие на смещение. Описанная трехпроходная методика генерации D InSAR изображения называется методом двойных разностей. Дифференциальные интерференционные полосы, сохраняющиеся в дифференциальной интерферограмме, являются результатом изменения радиолокационного дальномера для любой смещенной точки на земной поверхности между двумя интерферограммами. В дифференциальной интерферограмме каждая полоса прямо пропорциональна длине волны SAR, которая составляет около 5,6 см для однофазного цикла ERS и RADARSAT. Смещение поверхности от направления взгляда спутника приводит к увеличению разности хода (что эквивалентно изменению фазы). Поскольку сигнал проходит от антенны SAR к цели и обратно, измеренное смещение в два раза превышает длину волны. Это означает, что в дифференциальной интерферометрии один цикл интерференционной полосы – от минус до плюс, или одна длина волны – соответствует смещению относительно антенны SAR, равному половине длины волны (2,8 см). Существует множество публикаций, посвященных применению D InSAR для измерения оседаний, анализа устойчивости склонов, изучения оползней, движения ледников и т.д. Дальнейшее развитие этой техники заключается в использовании дифференциальной интерферометрии, полученной при восходящих и нисходящих проходах спутника SAR, для оценки трехмерных смещений земной поверхности. Исследования в этой области показали, что можно достичь точных измерений трехмерных смещений земной поверхности с точностью, сопоставимой с измерениями, полученными с помощью GPS.

Томо-САР

SAR-томография является подразделом концепции, известной как многобазисная интерферометрия. Она была разработана для обеспечения трехмерного представления изображения, использующего принцип формирования луча. Ее применение целесообразно, когда требуется точное сопоставление фаз между амплитудой и фазой данных SAR при извлечении информации. Одним из основных преимуществ томографической SAR является возможность разделения параметров рассеяния, независимо от характера их движения. Комбинирование томографической SAR с дифференциальной интерферометрией приводит к разработке нового метода, называемого "дифференциальной томографией" (Diff Tomo). Это были первые эффективные аналоговые оптические вычислительные системы, которые, на самом деле, были созданы до того, как голографическая техника была полностью адаптирована для оптической визуализации. Из-за различных источников структур сигнала по дальности и поперечной дальности в радиолокационных сигналах, оптические процессоры данных для SAR включали не только сферические и цилиндрические, но иногда и конические линзы.

Вид изображения

Следующие соображения применимы и к радиолокаторам формирования изображения с реальной апертурой, но они особенно важны, когда разрешение по дальности сопоставимо с разрешением по углу, которое может быть достигнуто только с помощью РСА.

Дальность, расстояние и углы

Два измерения радиолокационного изображения – дальность и поперечная дальность. Радарные изображения ограниченных участков местности могут напоминать косые фотографии, но не те, которые сделаны из положения радара. Это происходит потому, что координата дальности на радиолокационном изображении перпендикулярна координате вертикального угла косой фотографии. Следовательно, кажущееся положение входного зрачка (или центра камеры) при просмотре такого изображения находится не в точке расположения радара, а в точке, из которой линия взгляда наблюдателя перпендикулярна направлению наклона, соединяющему радар и цель, при этом наклонная дальность увеличивается сверху вниз изображения. Поскольку наклонные дальности до ровной местности изменяются в зависимости от вертикального угла, каждое возвышение этой местности представляется как изогнутая поверхность, в частности, гиперболический косинус. Вертикали на разных дальностях перпендикулярны этим кривым. Кажущееся направление взгляда наблюдателя параллельно оси "гипкоза" кривой. Объекты, находящиеся непосредственно под радаром, кажутся просматриваемыми горизонтально (то есть сбоку), а объекты на больших дальностях – как если бы они просматривались непосредственно сверху. Эти искажения не заметны, если не рассматриваются большие участки близкой местности, включая участки с большими углами наклона.

Видимость

При рассмотрении, как указано выше, радарные изображения высокого разрешения небольших участков могут выглядеть почти как привычные оптические изображения по двум причинам. Первую причину легко понять, представив флагшток на сцене. Расстояние до его вершины меньше, чем до основания. Следовательно, флагшток может отображаться правильно, вершиной вверх, только при рассматриваемой ориентации. Во-вторых, поскольку радарное освещение направлено вниз, тени видны в наиболее привычном направлении – как при верхнем освещении. Изображение вершины флагштока будет накладываться на изображение точки рельефа, находящейся на той же дуге дальности, но на меньшем горизонтальном расстоянии ("расстояние по земной поверхности"). Изображения поверхностей, обращенных как к освещению, так и к предполагаемой точке обзора, будут иметь геометрию, схожую с оптической сценой, рассматриваемой с этой точки. Однако склоны, обращенные к радару, будут казаться укороченными, а склоны, обращенные от него, – удлиненными по сравнению с их горизонтальными (картографическими) размерами. Первые будут, соответственно, ярче, а вторые – темнее. Отражения от склонов, круче перпендикуляра к наклонной дальности, будут накладываться на отражения от рельефа на меньшей высоте и на более близком расстоянии по земной поверхности, оба будут видны, но смешаны. Это особенно заметно на вертикальных поверхностях, таких как стены зданий. Еще один недостаток, возникающий, когда поверхность круче перпендикуляра к наклонной дальности, заключается в том, что одна сторона освещается, а "наблюдение" ведется с противоположной. Тогда, например, можно "увидеть" стену здания, обращенную к радару, как будто изнутри, в то время как интерьер здания и задняя стена (ближайшая к наблюдателю и, следовательно, ожидаемая оптически видимой) исчезают, поскольку не освещаются, находясь в тени передней стены и крыши. Некоторые отражения от крыши могут накладываться на отражения от передней стены, а оба могут накладываться на отражения от местности перед зданием. Видимая тень здания будет включать тени всех освещенных объектов. Длинные тени могут иметь размытые края из-за движения излучающей антенны во время "выдержки", необходимой для создания изображения.

Зеркальные артефакты и тени

Поверхности, которые мы обычно считаем шероховатыми, будут вести себя как гладкие зеркала, если шероховатость обусловлена рельефом, меньшим длины волны радара, отображая за этой поверхностью дополнительные изображения объектов, находящихся перед ней. Эти зеркальные отражения будут видны внутри тени отражающей поверхности, иногда полностью заполняя её и затрудняя распознавание самой тени. Направление отображения любой точки сцены направлено не непосредственно на радар, а на точку траектории движения SAR, ближайшую к целевой точке. Если SAR направлен под углом вперед или назад, отклоняясь от строго бокового направления, то направление освещения, а следовательно, и направление тени, не будет противоположно направлению отображения, а будет отклонено вправо или влево от него. Изображение будет иметь правильную геометрию проекции при просмотре, если направление отображения вертикально, траектория полета SAR находится над изображением, а дальность немного увеличивается вниз.

Объекты в движении

Объекты, движущиеся в пределах SAR-сцены, изменяют доплеровские частоты отраженного сигнала. В результате такие объекты отображаются на изображении со смещением в поперечном направлении, величина которого пропорциональна компоненте их скорости в направлении дальности. Автомобили могут быть изображены вне проезжей части и, следовательно, не распознаваться как объекты дорожного движения. Поезда, появляющиеся вдали от своих путей, легче правильно идентифицировать по их длине, параллельной известному положению пути, а также по отсутствию соответствующего участка железнодорожного полотна и прилегающей местности, которые были бы затенены поездом. Изображения движущихся судов могут быть смещены относительно линии, образованной более ранними частями их следа, в то время как более поздние части следа, которые все еще сохраняют часть движения судна, отображаются в виде кривых, соединяющих изображение судна с относительно спокойным дальним кормовым следом. В таких случаях скорость и направление движущихся объектов можно определить по величине их смещения. Движение цели вдоль траектории полета вызывает некоторую расфокусировку. Случайные движения, такие как колыхание листвы на деревьях от ветра, движение транспортных средств по пересеченной местности или ходьба или бег людей и животных, как правило, делают эти объекты нефокусируемыми, что приводит к размытию или даже фактической невидимости. Эти факторы, а также структура шума, обусловленная когерентностью, требуют определенной практики для правильной интерпретации SAR-изображений. Для облегчения этого были собраны обширные базы данных характеристик значимых объектов, полученные в результате многочисленных тестовых полетов над известными ландшафтами и искусственными сооружениями.

Отношение к фазовым массивам

Техника, тесно связанная с SAR, использует массив (называемый «фазированным массивом») реальных антенных элементов, пространственно распределенных по одному или двум измерениям, перпендикулярным измерению радиолокационного диапазона. Эти физические массивы являются истинно синтетическими, поскольку создаются путем синтеза совокупности вспомогательных физических антенн. Их работа не обязательно требует движения относительно целей. Все элементы этих массивов принимают сигналы одновременно в реальном времени, и проходящие через них сигналы могут быть индивидуально подвергнуты контролируемым сдвигам фаз. Одним из результатов может быть наиболее сильный отклик на излучение, принятое из определенной небольшой области сцены, с фокусировкой на этой области для определения ее вклада в общий принятый сигнал. Когерентно детектированный набор сигналов, принятых по всей апертуре массива, может быть реплицирован в нескольких каналах обработки данных и обработан по-разному в каждом из них. Совокупность откликов, таким образом, прослеженных к различным небольшим областям сцены, может быть отображена вместе в виде изображения сцены. Для сравнения, единственный физический антенный элемент SAR собирает сигналы в разных положениях в разное время. Когда радар устанавливается на летательном аппарате или орбитальном аппарате, эти положения являются функциями одной переменной – расстояния вдоль траектории аппарата, что представляет собой одно математическое измерение (не обязательно совпадающее с линейным геометрическим измерением). Сигналы сохраняются, таким образом, становятся функциями не времени, а мест записи вдоль этого измерения. Когда сохраненные сигналы впоследствии считываются и комбинируются с определенными фазовыми сдвигами, результат эквивалентен тому, как если бы записанные данные были собраны фазированным массивом той же длины и формы. Таким образом, синтезируется набор сигналов, эквивалентный тому, что могло быть получено одновременно фактическим фазированным массивом с большой апертурой (в одном измерении). SAR моделирует (а не синтезирует) этот длинный одномерный фазированный массив. Хотя термин в названии этой статьи был изначально введен неверно, он прочно закрепился за счет полувекового использования. В то время как работа фазированного массива легко понимается как полностью геометрическая техника, тот факт, что система синтетической апертуры собирает свои данные во время движения (ее или цели) с определенной скоростью, означает, что фазы, изменявшиеся с расстоянием, первоначально изменялись со временем и, следовательно, представляли собой временные частоты. Временные частоты являются переменными, обычно используемыми инженерами-радарами, поэтому их анализ систем SAR обычно (и весьма продуктивно) проводится в таких терминах. В частности, изменение фазы во время полета вдоль длины синтетической апертуры рассматривается как последовательность доплеровских сдвигов принимаемой частоты относительно частоты передачи. После записи полученных данных и, следовательно, их независимости от времени, ситуация обработки данных SAR также может быть понята как особый тип фазированного массива, который можно рассматривать как полностью геометрический процесс. Суть как SAR, так и методов фазированного массива заключается в том, что расстояния, которые радиолокационные волны проходят к каждому элементу сцены и обратно, состоят из некоторого целого числа длин волн плюс некоторая доля «окончательной» длины волны. Эти доли вызывают различия между фазами переизлучения, принимаемого в различных положениях SAR или массива. Для захвата информации о фазе сигнала в дополнение к информации об амплитуде сигнала требуется когерентное детектирование. Этот тип детектирования требует определения разностей между фазами принятых сигналов и одновременной фазой хорошо сохраненного образца переданного излучения.