Abstract
Since there are very strong clutter returns in airborne and ground weather radars used for the detection of low altitude weather hazards, the reliable weather data cannot be extracted from the weak Doppler weather signal without cancellation of these strong clutter returns. However, the clutter cancellation in Doppler frequency domain is not an easy task since even the fixed clutter returns not to mention the moving clutter can have Doppler shifts due to the antenna rotation and operational environment. Therefore, it was shown in this paper a simple array antenna system can be used for the efficient clutter cancellation in the spatial domain. The weather signal, various moving and fixed clutters were modelled and simulated to prove the performance of this adaptive array system. Also, the degree of accuracy in pulse-pair estimates of a weather radar was compared and analyzed from the simulated weather data.
비교적 낮은 고도에서의 기상위험 탐지를 위한 지상 및 항공기용 기상 레이다의 경우 강력한 지표면 반사파가 존재하게 되며 이러한 강력한 클러터의 제거 없이는 미약한 도플러 신호로부터 신뢰성 있는 기상자료의 추출이 불가능하다. 그러나 이동 클러터 뿐만 아니라 고정 클러터의 경우에도 안테나 회전 및 운영환경에 따른 도플러 변이가 일어나게 되며 이러한 클러터들을 도플러 주파수 영역에서 제거하기는 매우 어려운 문제이다. 따라서 본 논문에서는 도플러 기상 레이다 시스템에 간단한 구조를 갖는 배열 안테나를 활용하여 클러터 들을 공간상에서 효율적으로 제거할 수 있음을 보였다. 적응적으로 동작하는 배열 안테나 시스템의 성능을 검증하기 위하여 다양한 이동 및 고정 클러터, 기상신호들을 모델링 하고 이러한 모의 데이터들을 이용하여 기상 레이다에서의 펄스페어 추정치의 정확성 정도를 비교, 분석하였다.