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수면 염분 원격탐사용 L-Band 마이크로파 라디오미터의 개발

Development of a L-Band Microwave Radiometer for Remote Sensing of Water Surface Salinity

  • 손홍민 (호남대학교 전파이동통신공학과) ;
  • 윤정범 (호남대학교 전파이동통신공학과)
  • Son, Hong-Min (Department of Radio Mobile Communications Engineering, Honam University) ;
  • Youn, Jeong-Beam (Department of Radio Mobile Communications Engineering, Honam University)
  • 투고 : 2013.05.24
  • 심사 : 2013.09.10
  • 발행 : 2013.09.30

초록

본 논문은 수면으로부터 복사되는 마이크로파 대역의 미약한 열잡음 전파를 수신하여 수면 표층수의 염분농도의 변화를 실시간으로 원격 모니터링이 가능한 L-band 마이크로파 라디오미터의 개발에 관한 연구 내용을 기술한다. 먼저 수면 염분 농도의 원격 측정 가능 범위 0~40 psu, 최대 오차 2 psu의 목표를 달성하기 위해 요구되는 마이크로파 라디오미터의 설계 사양을 도출하였으며, 도출된 사양을 만족시키는데 필요한 라디오미터 수신기를 설계 제작하였다. 제작된 수신기는 주파수 1,390 MHz, 대역폭 45 MHz로 47 dB의 시스템 이득과 0.41 K 이내의 감도를 갖는다. 제작된 수신기와 표준 혼 안테나로 구성한 L-band 마이크로파 라디오미터로 간이 풀장에 형성된 염분 농도 0~28 psu 범위의 수면을 대상으로 한 원격 측정 실험 결과, 10~28 psu 구간에서는 1.4 psu 이하로, 0~10 psu의 낮은 염분 농도 구간에는 2.9 psu의 오차로 수면 염분 농도의 변화를 측정할 수 있었다.

The development processes of a L-band microwave radiometer for remote sensing of water surface salinity are described in this paper. Achieving the development aim of the measurement accuracy within 2 psu for water surface salinity of 0~40 psu, the requirements and specifications of the microwave radiometer and its receiver are drawn. The receiver with high gain, high sensitivity is designed and implemented to satisfy these requirements and specifications. The receiver has the bandwidth of 45 MHz, the system gain of 47 dB and the sensitivity of 0.41 K at 1,390 MHz. The effectiveness of the developed L-band microwave radiometer for remote sensing of water surface salinity is demonstrated experimentally. The results show the microwave radiometer can detect water surface salinity for 10~28 psu within the accuracy of 1.4 psu.

키워드

참고문헌

  1. 해양 컨베이어 벨트 모형의 재정비, KISTI 마리안 글로벌동향브리핑, http://mirian_kisti.re.kr/gtb _ trend/class_gtb/class_gtb_print.jsp, 2010년 6월.
  2. A. Camps, et al., "The WISE 2000 campaign: sea surface salinity and wind retrievals from L-band radiometry", Proc. SPIE, vol. 4172, pp. 65-72, 2000.
  3. F. T. Ulaby, R. K. Moore, and A. K. Fung, Microwave Remote Sensing Active and Passive volume I: Microwave Remote Sensing Fundamentals and Radiometry, Artech House Inc., 1981.
  4. D. M. LE Vine, M. Kao, "Remote sensing of ocean salinity : Results from the delaware coastal current experiment", Journal of Atmospheric and Ocean Technology, vol. 15, pp. 1478-1484, Dec. 1998. https://doi.org/10.1175/1520-0426(1998)015<1478:RSOOSR>2.0.CO;2
  5. A. Camps, et al., "L-band sea surface emissivity : Preliminary results of the WISE-2000 campaign and its application to salinity retrieval in the SMOS mission", Radio Science, vol. 38, no. 3, pp. 1029- 1037, May/Jun. 2003.
  6. F. T. Ulaby, R. K. Moore, and A. K. Fung, Microwave Remote Sensing Active and Passive volume III : From Theory and Applications, Artech House Inc., 1986.
  7. 손홍민, 윤정범, "수면 온도 원격탐사용 마이크로파 라디오미터의 개발", 한국전자파학회논문지, 23(9), pp. 1107-1115, 2012년 9월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2012.23.9.1107
  8. 손홍민, 박진우, "수면 기름 유출 원격탐사용 마이크로파 라디오미터의 개발", 한국전자파학회논문지, 22(9), pp. 858-867, 2011년 9월.
  9. W. Ellison, et al., "New permittivity measurements of seawater", Radio Science, vol. 33, no. 3, pp. 639-648, May/Jun. 1998. https://doi.org/10.1029/97RS02223
  10. E. G. Njoku, W. J. Wilson, S. H. Yuen, and Y. Rahmat- Samii, "A large-antenna microwave radiometer- scatterometer concepts for ocean salinity and soil moisture sensing", IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 38, no. 6, pp. 2645-2655, Nov. 2000. https://doi.org/10.1109/36.885211
  11. 국내 주파수 분배표, http://www.specturm.or.kr, 2009년.
  12. H. Drange, P. Schlussel, and M. Srokosz, "Study of critical requirements for ocean salinity retrieval using a low frequency microwave radiometer: Final report", ESA Contract No. 13224/98/NL/MV, Nov. 1999.
  13. N. Skou, D. L. Vine, Microwave Radiometer Systems : Design and Analysis, Artech House Inc., 2006.
  14. 박진우, 최연웅, 조홍렬, 손홍민, "태양 위치 측정용 전파센서 수신기의 설계 및 제작", 한국전자파학회논문지, 20(9), pp. 943-953, 2009년 9월.

피인용 문헌

  1. Design of a Microwave Radiometer Receiver for Soil Moisture monitoring vol.9, pp.2, 2014, https://doi.org/10.13067/JKIECS.2014.9.2.173
  2. A Study on a Human Body Detection Sensor Using Microwave Radiometer Technologies vol.10, pp.3, 2015, https://doi.org/10.13067/JKIECS.2015.10.3.333