• 한국전자파학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.521-530
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• 2016

기상레이다는 전자기파를 대기 중에 방사하여 목표물에 부딪혀서 되돌아오는 후방산란 신호를 수신하는 기상장비이다. 기상청의 기상레이다는 도플러 관측 기능을 가지고 있기 때문에 목표물의 시선속도를 산출할 수 있다. 그러나 기상레이다의 넓은 관측 반경을 확보하려면 관측 속도 범위가 작아져 이를 넘어서는 시선속도는 접힘 현상이 발생한다. 따라서 최대 관측 반경을 유지한 채 관측 속도 범위를 넓히기 위해서는 high PRF와 low PRF 두 개의 서로 다른 PRF로 신호를 송 수신하는 dual PRF(Pulse Repetition Frequency) 모드 기능을 이용해야 한다. Dual PRF 모드를 이용하면 high와 low PRF로 관측된 두 최대 속도의 최소공배수만큼 관측 속도 범위를 넓힐 수 있다. 이를 위해 본 연구에서는 high PRF와 low PRF로 관측된 시선속도의 차이값과 이에 대한 오차를 고려한 분류 기준을 만들고, 분류된 영역별로 보정 인자를 산출하여 시선속도 펼침을 수행하는 시선속도 접힘 풀기 알고리즘을 개발하였다. 이를 용인테스트베드레이다에 적용한 결과, 기존에 산출되는 시선속도보다 개선된 성능을 보였다.

• 대기
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• 제29권1호
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• pp.105-112
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• 2019

대기 중에 지름이 약 1.68 mm 이상인 물방울이 존재하는 경우, 연직방향으로 주사하는 구름레이더에서 미(Mie) 기법을 사용하여 공기의 연직속도를 구할 수 있다. 이 리뷰논문에서는 강수가 있는 작은 적운 구름에서 구름레이더를 사용하여 공기의 연직속도를 구할 수 있는 방법을 정리하였다. 공기의 연직속도는 첫 번째 미(Mie) 최소치가 이론적으로 가지는 낙하속도와 스펙트럼상에서 첫 번째 미(Mie) 최소치가 실제로 관측된 시선속도와의 차이로 추정할 수 있다. 구름레이더가 항공기에 탑재된 경우에는, 항공기의 운동 및 자세각이, 관측된 도플러속도의 연직성분에 영향을 미치므로 이 항들을 보정하여 공기의 연직속도를 구할 수 있다. 항공용 도플러 레이더의 경우, 미(Mie)기법으로 구한 공기의 연직속도는 구름입자로부터 직접 후방산란 되어 관측된 연직속도 및 항공기 운항시스템으로부터 구한 연직속도와 잘 일치하는 결과를 보여주었다. 구름 레이더로부터 미(Mie) 산란 특징을 이용하여 연직속도를 추정하는 이 기술은 강수 및 비강수 구름시스템에서의 연직속도장 매핑(mapping)에 응용할 수 있다. 또한 여러 고도에서의 항공기 관측을 통하여, 연직속도의 총체적인 구조뿐 만 아니라 폭풍우의 성장, 발달, 소멸 주기(life cycle)를 재구성할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권7호
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• pp.453-462
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• 2021

최근 몇 년 동안 국지성 집중호우의 빈도가 증가함에 따라 고해상도 레이더 자료의 중요성 및 활용성이 증가하고 있다. 하지만 여전히 레이더 자료의 경우 시·공간적 편의가 존재하고 이를 보정하는 것이 매우 중요하며 많은 연구에서 레이더 강우의 편의 보정을 위해 다양한 통계적 기법이 시도되었다. 본 연구에서는 시·공간적으로 강우를 추정할 수 있는 이중편파레이더의 편의를 지점 강우와 비교하여 보정하는 것을 목표로 한다. 환경부의 수자원관리 및 홍수 예측에 사용되는 S-밴드 이중편파레이더의 편의 보정을 위하여 합성곱신경망(Convolutional Neural Network, CNN)기반의 Convolutional Autoencoder (CAE) 알고리즘을 구축하여 편의 보정을 수행하였다. CAE 모델의 입력자료는 환경부의 10분 단위 레이더 합성 강우자료와 같은 공간해상도로 보간된 지점 관측 강우자료를 사용하였으며, 자료의 기간은 미호천 유역에 홍수 경보가 발령된 2017년 7월 16일 00시부터 13시까지의 10분 단위 자료를 사용하였다. 그 결과로 지점 강우 대비 원시 레이더 강우의 편의가 줄어듦을 확인할 수 있으며 시·공간적으로 개선된 결과를 보여주고 있다. 따라서 각 인접한 격자 간의 공간 관계를 학습하는 CAE 모델은 레이더 및 위성에서 추정되는 격자형 기후 자료의 실시간 편의 보정에 사용할 수 있을 것으로 분석되었다.

• 물과 미래
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• 제29권3호
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• pp.187-195
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• 1996

남한강 상류 평창강 유역을 대상으로 기상레이더 자료와 지상강우량 자료를 이용한 시우량 곡면 예측 방법을 연구하였다. 레이더 자료의 이용시에 필요한 비정상 에코와 지형에코의 제거, 강우에 의한 감쇄 효과의 보정 방법, 레이더 반사도 Z와 강우강도 R의 관계, 등을 검토분석하였다. 보정된 레이더 반사도 자료를 레이더 우량곡면으로 변환하고, 그 결과와 지상강우량 자료를 이용하여 시우량곡면을 합성하였다. 시우량곡면 예측을 위하여 상호상관 계수법을 이용한 강우장의 이동성과 유역 평균 레이더 강우강도의 시변성을 고려하였다. 이 예측방법을 합성된 시우량곡면 자료에 적용하여 3시간까지의 시우량곡면을 예측하고, 예측된 결과를 지상우량 및 합성우량 곡면과 비교하였다. 본 연구의 단시간 강우예측 방법은 보다 많은 자료를 이용한 검증과 강우장의 물리적 특성 및 지형을 고려한 방법으로의 보완이 필요한 것으로 사료되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1D호
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• pp.203-209
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• 2006

SAR (Synthetic Aperture Radar) 는 긴 파장대의 전자기파를 사용하므로 날씨의 영향을 받지 않는다. 따라서 지구를 관측하는데 있어서 잇점을 갖고 있으므로 NASA는 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) 미션수행을 통해 지형정보를 획득하였다. 본 논문에서는 SRTM 데이터와 USGS의 NED (National Elevation Datasets) 데이터를 사용하였으며 두 데이터를 차분함으로써 식생수고도(vegetation height map)를 얻었다. 또한 차분값과 shape 파일에 포함된 식수년도의 비교를 통해 상관관계여부를 판단하고자 했다. 본 논문에서는 회귀분석을 통해 차분데이터와 식수년도 사이의 큰 상관관계가 존재함을 확인할 수 있었으며 결국 수령추정과 수령정보의 맵핑이 가능함을 보였다. 추가적으로 지역별 지형특성, 숲의 균일도 등에 의해 선형성이 영향을 받는지 관찰하였다. 결론적으로 본 논문에서는 차분영상으로부터 얻은 식생수령추정 모델이 지역의 기복의 영향을 받지만 여전히 높은 상관관계를 가지므로 충분히 유용할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.119-133
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• 2014

본 연구에서는 Z-R 관계식의 매개변수를 안정적인 값으로 실시간 예측하고자 확장 칼만 필터기법을 적용하였다. 이를 위해 Z-R 관계식의 비선형을 고려하여 확장 칼만필터로 매개변수 결정모형을 구축하였다. 상태-공간모형은Adamowski and Muir (1989)의 연구를 기반으로 구축하였다. 상태-공간 모형의 상태변수는 Z-R 관계식의 두 매개변수로 설정하였다. 결과적으로 칼만이득과 상태변수가 발산하지 않는 안정적인 모형을 구축하였다. 주목할 점으로는 기존 방법으로 추정된 과대 혹은 과소한 매개변수가 필터링 되어 일부 제거되었다는 것이다. 부적절한 매개변수의 적용은 물리적으로 비현실적인 강우강도 추정 결과를 불러일으키는 원인이기 때문에 이러한 결과는 정량적 강수량 추정측면에서 효과가 크다고 할 수 있다. 또한 확장 칼만 필터로 예측한 매개변수로 레이더 강우를 추정한 결과, 편의보정계수가 1.0에 근사하게 나타나 편의보정과정 없이도 지상 강우강도와의 평균적인 차이는 근소한 것으로 나타났다. 또한 기존 방법으로 레이더 강우를 추정한 결과보다 전반적으로 정확도 높은 강우 추정이 가능한 것으로 나타났다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제38권2호
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• pp.135-143
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• 2021

We report, for the first time, the afternoon (i.e., from noon to sunset time) observations of the northern mid-latitude E-region field-aligned irregularities (FAIs) made by the very high frequency (VHF) coherent backscatter radar operated continuously since 29 December 2009 at Daejeon (36.18°N, 127.14°E, 26.7°N dip latitude) in South Korea. We present the statistical characteristics of the mid-latitude afternoon E-region FAIs based on the continuous radar observations. Echo signal-to-noise ratio (SNR) of the afternoon E-region FAIs is found to be as high as 35 dB, mostly occurring around 100-135 km altitudes. Most spectral widths of the afternoon echoes are close to zero, indicating that the irregularities during the afternoon time are not related to turbulent plasma motions. The occurrence of afternoon E-regional FAI is observed with significant seasonal variation, with a maximum in summer and a minimum in winter. Furthermore, to investigate the afternoon E-region FAIs-Sporadic E (E_s) relationship, the FAIs have also been compared with E_s parameters based on observations made from an ionosonde located at Icheon (37.14°N, 127.54°E, 27.7°N dip latitude), which is 100 km north of Daejeon. The virtual height of E_s (h'E_s) is mainly in the height range of 105 km to 110 km, which is 5 km to 10 km greater than the bottom of the FAI. There is no relationship between the FAI SNR and the highest frequencies (f_tE_s) (or blanket frequencies (f_bE_s)). SNR of FAIs, however, is found to be related well with (f_tE_s-f_bE_s).

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.828-836
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• 2015

본 논문은 위상배열 레이더를 사용하여 실제표적을 추적하였을 때 추적 정확도를 평가하기 위한 알고리듬 연구이다. 실표적에 대한 추적 정확도를 평가하기 위해서는 실표적 위치에 대한 정보가 있어야 하지만, 시험비용 및 시험시간의 증대로 인해 위상배열 레이더에서 획득된 데이터만을 사용하여 실표적의 정확도를 평가하는 알고리듬을 제시한다. 이러한 평가 알고리듬은 위상배열 레이더에서 사용된 ${\alpha}-{\beta}$ 추적필터의 잔차로부터 추적 정확도의 지표인 거리오차와 각도 오차의 표준편차를 도출한 결과이며, 통계적 방법으로 sample variance 개념을 사용하게 된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1104-1110
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• 1999

일반적으로 거리 탐지용 레이더로 FM-CW 레이더 방식을 사용한다. 이 경우 FM-CW의 신호원으로 사용 되는 전압제어발진기의 제어전압과 출력주파수의 비선형성이 측정결과에 영향을 주게 된다. 최근 비선형성 보정에 대한 신호처리와 하드웨어적인 방법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 기준 선호를 이 용하여 전압제어발진기의 비선형성으로 인해 측정결과에 발생하는 거리 단면의 왜곡을 보정하는 신호처리 기 법을 제안하였다. 이에 대한 성능을 검증하기 위해서 간단한 실험을 수행하였고, 결과를 제시하였다. 제안한 기법에 의해 거리 단면 왜곡의 영향 감소와 분해능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.498-506
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• 2019

본 논문에서는 ESA 레이다의 성능을 향상시키기 위하여, 간섭이 예상되는 PRF를 회피하여 효과적으로 PRF(Pulse Repetition Frequency)를 설계하는 방법을 제시하고 있다. 본 논문에서 제안하는 기법은 기존의 기법에서 고려하던 송신신호 및 직하방신호(nadir)와의 간섭 이외에 빔폭과의 간섭을 새롭게 고려하고 있으며, 특히 ESA 레이다의 조향각 변화에 따른 빔 넓어짐 효과를 고려함으로써, 기존의 방법에서 회피할 수 없었던 부적절한 PRF를 회피하여 ESA 레이다의 파형설계가 가능하다. 시뮬레이션 결과를 통해 본 논문에서 제시하는 PRF 설계 기법이 기존의 방법에서 회피할 수 없었던 ESA 레이다의 간섭들을 회피하여 PRF가 설계가 가능함을 정량적 및 정성적으로 확인할 수 있었다.