Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering (한국정보통신학회논문지)

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A Study on Improvement of Doppler Frequency Estimation Method in a Weather Radar

기상 레이다에서의 도플러 주파수 추정 방법 개선에 관한 연구

  • Lee, Jonggil (Department of Information and Telecommunication Engineering, Incheon National University)
  • Received : 2015.06.28
  • Accepted : 2015.08.04
  • Published : 2015.08.20
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Abstract

A wind velocity is measured in a weather radar as well as the strength of return echoes from rain clouds. These wind velocities are obtained through estimation of Doppler frequencies in return signals. This kind of Doppler frequency estimation method is called as a correlation method. It is widely used in most weather radars because of less computation time. However, it may cause serious errors if a spectrum is not symmetric. Therefore, in this paper, it is shown that the improved method using 3rd order phase estimation model yields the more accurate estimation of the average Doppler frequency using various simulated weather data.

기상 레이다에서는 비구름 등에 의한 전자파 반사 신호의 강도뿐만 아니라 풍속을 측정한다. 풍속은 반사 신호의 도플러 주파수를 추정하여 속도정보를 추출하게 된다. 도플러 주파수 추정을 위하여 상관(correlation) 방법이라 불리는 기법을 적용하고 있다. 이 방법은 상대적으로 계산 량이 적어 대부분의 기상 레이다에서 널리 활용되고 있다. 그러나 수신 신호의 스펙트럼이 비대칭형 형태로 나타나는 경우에는 도플러 주파수 추정에 심각한 오차가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 기존의 방법을 개선하여 3차 위상추정 모델을 적용함으로서 더 정확한 평균 도플러 주파수 추정이 가능함을 다양한 모의실험 구현을 통하여 확인하였다.

Keywords

References

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