• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.1396-1403
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• 2019

The radar wind profiler data contaminates with various non-atmospheric components that produce errors in moments and wind velocity estimations. This study implemented an adaptive Gaussian model to detect and remove the clutter from the radar return. This model includes DC filtering, ground clutter recognition, Gaussian fitting, and cost function to mitigate the clutter component. The adaptive model tested for the various types of clutter components and found that it is effective in clutter removal process. It is also applied for the both time series and spectrum datasets. The moments estimated using this method are compared with those derived using conventional DC-filtering clutter removal method. The comparisons show that the proposed method effectively removes the clutter and produce reliable moments.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.43-51
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• 2020

본 논문에서는 RWP(Radar Wind Profiler)에 적용한 64배열안테나의 설계에 대해 기술하였다. RWP의 안테나는 핵심 설계 포인트는 각 소자간의 격리도를 확보하고, 수직/수평 방사패턴의 일치이다. 이를 위해 배열안테나의 단일소자를 Bend다이폴 타입으로 제안하고, 모의시험을 통해 동작 주파수에서 우수한 정배파비 특성과 수직 / 수평간 방사패턴의 일치성을 확인하였으며, 연직을 포함하는 5개의 빔을 순차적으로 송출시 동/서/남/북 방향은 ±20°로 빔조향시 그레이딩로브가 발생하지 않음을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 64배열 안테나는 해외제품과 비교하여 동등이상의 성능으로 설계하였으며, RWP에 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1037-1044
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• 2020

윈드프로파일러(RWP, radar wind profiler)는 기상 상태와 관계없이 시공간 분해능이 높은 바람장 자료를 제공하며 생산된 바람의 정확도나 품질에 대한 검증이 필수적이다. 기존 정확도 검증 방식은 레윈존데와의 동시 관측을 통해 윈드프로파일러에서 생성된 바람 벡터를 기준 자료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 평균 모멘트 자료로부터 스펙트럼과 원시 시계열 자료를 시뮬레이션하는 알고리즘을 통해 윈드프로파일러의 신호처리 알고리즘을 단계별로 검증하는 방안을 제시하고, LAP-3000의 원시 자료와의 비교를 통해 해당 알고리즘의 가능성을 확인하였다. 기상 신호의 밀도 함수를 모멘트값을 인자로 하는 왜곡된 정규 분포의 밀도 함수로 가정하여 생성하였고, 난수를 통해 시뮬레이션 스펙트럼을 생성하였다. 또한, 난수 위상과 역 이산푸리에 변환으로 간섭 평균된 시뮬레이션 원시 시계열 자료를 생성하고 최종적으로 디리클레 분포(Dirichlet distribution)를 통해 간섭 평균 전 단계의 원시 시계열 자료를 생성하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.965-970
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• 2023

윈드프로파일러와 윈드라이다는 대기경계층에서 시공간 고해상도 바람의 연직분포를 산출한다. 윈드라이다는 DBS(Doppler Beam Swinging)와 VAD(Velocity Azimuth Display) 방법으로 바람 벡터를 산출한다. DBS 방법은 빠른 스캔 시간으로 바람 프로파일을 획득할 수 있다는 장점이 있다. 반면에 연직 빔을 포함한 최소한 두 빔이 필요한 제약이 있어서 자료 수집률 저하의 원인이 된다. 일반적으로 다섯 빔을 사용하는 윈드프로파일러의 자료 수집률을 향상하기 위해 VAD 방식을 개선하였다. 먼저 DBS 방식의 시선속도 자료로 Fourier series를 산출하였다. 방위각 간격을 결정하여 Fourier series로 계산한 시선속도를 VAD 방식에 적용하여 고도별 바람을 산출하였다. DBS 방식으로 바람을 산출하지 못한 고도에서도 바람 벡터를 산출하였고, 두 방식의 결과가 일치하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.277-290
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• 2018

고정점에서 고도별 바람을 산출할 수 있는 장비인 윈드프로파일러에 의해 관측된 바람 자료는 바람 산출 프로그램인 PCL1300을 활용하여 바람벡터로 제공된다. 현재 프로그램에 설정된 매개변수에 따른 운용의 결과는 3 km 이상 상층 대기 영역의 바람 산출이 어렵다는 것이다. 이는 매개변수에 대한 매우 엄격한 기준으로 인해 다량의 자료가 제거되기 때문이다. 본 연구에서는 바람벡터의 자료 수집 영역을 확장시키고 과소측정을 줄이기 위해 매개변수를 재설정하여 운용 방식을 개선하였다. 바람벡터의 수집률은 72.2%에서 92.2%로 증가하였음에도 풍속의 RMSE는 고도별 오차율 15% 미만에 해당하는 1.5 m/s - 3.1 m/s를 유지하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권6호
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• pp.689-701
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• 2010

The effects of high-resolution wind profiler (HWP) data on the wind distributions were evaluated in two different coastal areas during the study period (23-26 August, 2007), indicating weak-gradient flows. The analysis was performed using the Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with a three-dimensional variational (3DVAR) data assimilation system. For the comparison purpose, two coastal regions were selected as: a southwestern coastal (SWC) region characterized by a complex shoreline and a eastern coastal (EC) region surrounding a simple coastline and high mountains. The influence of data assimilation using the HWP data on the wind distributions in the SWC region was moderately higher than that of the EC region. In comparison between the wind speed and direction in the two coastal areas, the application of the HWP data contributed to improvement of the wind direction distribution in the SWC region and the wind strength in the EC region, respectively. This study suggests that the application of the HWP data exerts a large impact on the change in wind distributions over the sea and thus can contribute to the solution to lack of satellite and buoy data with their observational uncertainty.

• 대기
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• 제16권3호
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• pp.235-246
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• 2006

Remote sensing techniques using satellites or the scanning weather radars depend mostly on the presence of clouds or precipitation, and leave the extensive regions of clear air unobserved. But wind profilers provide the most direct measurements of mesoscale vertical air motion in the troposphere, even in the context of heavy precipitation. In this paper, the precipitation events during the Changma period was classified into 4 precipitation types - stratiform, mixed stratiform/ convective, deep convective, and shallow convective. The parameters for the classification of analysis are the vertical structure of reflectivity, Doppler velocity, and spectral width measured with the wind profiler at Haenam for a three-year period (2003-2005). In addition, the synoptic fields and total amount of precipitation were analyzed using the Global Final Analyses (FNL) data and the Global Precipitation Climatology Project (GPCP) data. During the Changma period, the results show that the stratiform type was dominant under the moist-neutral atmosphere in 2003, whereas the deep convective type was under the moist unstable condition in 2004. The stratiform type was no less popular than the deep convective type among four seasons because the moist neutral layer was formed by the convergence between the upper-level jet and the low-level jet, and by the moisture transport along the western rim of the North Pacific subtropical anticyclone.

• Wind and Structures
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• 제17권4호
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• pp.419-433
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• 2013

This paper investigates the vertical profiles of horizontal mean wind speed and direction based on the synchronized measurements from a Doppler radar profiler and an anemometer during 16 tropical cyclones at a coastal site in Hong Kong. The speed profiles with both open sea and hilly exposures were found to follow the log-law below a height of 500 m. Above this height, there was an additional wind speed shear in the profile for hilly upwind terrain. The fitting parameters with both the power-law and the log-law varied with wind strength. The direction profiles were also sensitive to local terrain setups and surrounding topographic features. For a uniform open sea terrain, wind direction veered logarithmically with height from the surface level up to the free atmospheric altitude of about 1200 m. The accumulated veering angle within the whole boundary layer was observed to be $30^{\circ}$. Mean wind direction under other terrain conditions also increased logarithmically with height above 500 m with a trend of rougher exposures corresponding to lager veering angles. A number of empirical parameters for engineering applications were presented, including the speed adjustment factors, power exponents of speed profiles, and veering angle, etc. The objective of this study aims to provide useful information on boundary layer wind characteristics for wind-resistant design of high-rise structures in coastal areas.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.841-848
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• 2020

1.29 GHz 윈드프로파일러 레이더는 청천의 바람 벡터 산출뿐만 아니라 강우 탐지에도 유용한 원격 관측 장비이다. 수평 바람 처리 과정에서 도플러 스펙트럼의 대칭성 검사는 필수 사항이다. 강우가 있을 때는 대칭성이 나타나지 않을 수 있기 때문에 연직속도의 크기에 따라 시선속도의 부호가 같아지는 것을 바람 산출 알고리즘에 반영하여야 한다. 2017년 여름철(6월, 7월) 창원 윈드프로파일러 자료로 브래그 산란과 레일리 산란에 의한 바람 벡터 산출 알고리즘을 개발하고, 대칭성을 고려하여 품질 관리된 윈드프로파일러 바람벡터를 6시간 간격의 라디오존데 자료와 비교하여 검증하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제25권9호
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• pp.1241-1251
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• 2016

A minimum threshold for the signal to noise ratio ($SNR_{min}$) has to be set in the data processing system of wind profiler radar (WPR). The data collection rate and the accuracy of the WPR wind vector depend on the $SNR_{min}$. The WPR at Uljin is operated with an $SNR_{min}$ of 1 dB which is a relatively large threshold. We found that the accuracy and the continuity of the WPR wind vector with height were directly related to the variability of the SNR and vertical gradient of the squared refractive index. We investigated a quantitative method for determining a new $SNR_{min}$ for the WPR at Uljin and it was evaluated with radiosonde data. The accuracy and continuity of the wind vector from an SNR of less than 1 dB, began to decrease at an altitude of 3.5 km. Most of the SNR values were less than -3.5 dB in altitudes higher than 3.5 km. We retrieved high-accuracy wind vectors at altitudes over 3 km where measurements were deficient with an $SNR_{min}$ of 1 dB.