成像雷達系統通常發射平面極化雷達脈沖。與這種脈沖相關的電場在垂直于波傳播方向的單一平面內振蕩。最常見的極化模式是發射和接收水平極化信號(指定為HH模式，第一個字母表示發射的極化)。 有些系統發射和接收垂直極化波(VV模式)；上一頁顯示的基拉韋厄的雷達圖像就是在這種模式下獲得的。HH和VV兩種模式都可以稱為同極化雷達模式。

散射類型

當極化雷達脈沖被土壤或巖石等材料的粗糙表面散射時(表面散射)，返回天線的大部分散射能量與發射脈沖具有相同的極化。但是當脈沖擊中植物時，它會不同程度地穿透(取決于波長)，并與樹葉、細枝和樹干分枝發生多次碰撞，產生許多散射活動。 雖然物理機制尚不清楚，但這種體散射會導致雷達信號的部分去極化，從而使一些散射波向各個方向振動。去極化在某種程度上降低了返回到雷達天線的類極化信號的強度，但是植被仍然在適當的波長產生強的同極化信號，如上一頁的圖像所示。 短波長雷達信號(X和C波段)主要與最上面的葉冠相互作用，不會穿透到它之外。較長波長的雷達(L和P波段)穿透得更深，與較小植物的莖、樹枝和樹枝相互作用。

極化雷達圖像

一些實驗雷達系統可以發射和接收垂直或水平極化平面的信號。這種能力使他們能夠同時采集不同收發極化組合的圖像。除了傳統的HH和VV類極化圖像之外，這種系統還可以通過將一種極化的傳輸與另一種極化(HV和VH模式)的記錄配對來產生交叉極化雷達圖像。 由于與這些機制相關的不同去極化效應，交叉極化雷達圖像可以區分表面散射區域和體散射區域。表面散射不會導致極化的顯著變化，因此交叉極化接收天線從裸露的土壤和巖石區域接收到的能量很少。 這些區域在交叉極化雷達圖像中相對較暗，但比雷達平滑表面亮。對于植被覆蓋的地區，由于體散射，雷達信號會發生顯著的去極化。交叉極化接收天線檢測到極化方向恰好改變90度的去極化雷達能量的一小部分。 這種接收信號的強度比任何一種同極化模式記錄的信號都小得多，但仍然明顯大于來自表面散射區域的信號。因此，在交叉極化雷達圖像中，增強區域比非增強區域更亮。 來自基拉韋厄的不同偏振的機載合成孔徑雷達圖像；對比C波段VV圖像和解釋圖。草地和森林區域在HV圖像中是明亮的，因為體散射導致返回信號的顯著去極化。 粗糙熔巖流造成的表面散射導致的去極化要少得多，因此這些流動區域在HV圖像中更暗，盡管沒有平滑熔巖流那么暗。請注意，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，更多的雷達系統將有可能以多種極化模式獲取幾個波長的圖像，以便更好地辨別不同類型的表面材料。與多光譜光學圖像一樣，這些多波段雷達圖像可以用作RGB光柵(彩色)顯示器的組件。通過仔細選擇波長/極化分量，可以創建強調各種表面屬性的彩色圖像，并增強解釋表面材料的能力，如本頁示例所示。 1994年，美國宇航局JPL航天飛機上運行的星載成像雷達-C傳感器拍攝的巴西馬瑙斯地區的圖像。三個L波段極化通道用于創建彩色圖像:HH為紅色，HV為綠色，VV為藍色。綠色區域是茂密的森林，光滑的河流表面是藍色的，被淹沒的森林區域是黃色和紅色的。 基拉韋厄地區的機載合成孔徑雷達圖像。C波段HV作為紅色通道，L波段HV作為綠色通道，L波段VV作為藍色通道。森林呈現明亮的藍綠色，草原呈紅棕色，粗糙的熔巖流呈深藍色，光滑的熔巖流呈黑色。 泰國中北部的圖像來自SIR-C傳感器，由美國國家航空航天局-JPL提供。這是一個被高原和丘陵深深分割的區域。林區呈現綠色，農業區和定居點呈現藍色。(L波段HH =紅色，L波段HV =綠色，C波段HV =藍色。) SIR-C傳感器拍攝的蘇門答臘島中部圖像，由美國國家航空航天局-JPL提供。圖像中的森林呈現綠色，而暗粉色到亮粉色的區域已經被清理出來用于種植棕櫚油。L波段極化通道顏色分配與上面的馬瑙斯圖像相同。