Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy (한국해양환경ㆍ에너지학회지)

The Korean Society for Marine Environment and Energy (한국해양환경•에너지학회)
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Simulation and Evaluation of Sea Surface Observations Using a Microwave Doppler Radar

시뮬레이션을 이용한 마이크로웨이브 도플러 레이더 해면관측법의 평가

  • Yoshida, Takero (Department of Ocean Technology, Policy and Environment, The University of Tokyo) ;
  • Rheem, Chang-Kyu (Institute of Industrial Science, The University of Tokyo)
  • Received : 2015.03.10
  • Accepted : 2015.05.11
  • Published : 2015.05.25
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Abstract

A simulation is applied to evaluate sea surface observations such as wave heights and surface currents by using a microwave Doppler radar. It is reported that the microwave irradiation width on the sea surface and Fourier transform time taken to sample data for frequency analysis affect Doppler spectra. To investigate the influences by these parameters, Doppler spectra are simulated with various numerical sea surface waves with currents. From the results, in the case of the microwave irradiation width is five times smaller than the wavelength of the sea surface wave, and the Fourier transform time is also five times shorter than the period of the sea surface wave, there is a possibility to measure wave heights accurately with a Doppler radar. In addition, relative surface currents can be estimated by analysis of long Fourier transform time. The simulation results showed the appropriate observing conditions with a microwave Doppler radar.

해면으로부터의 마이크로웨이브 후방산란 시뮬레이션을 이용하여 마이크로웨이브 도플러 레이더에 의한 파고와 해면 흐름 관측법을 평가하였다. 해면으로부터 후방산란하는 마이크로웨이브의 도플러 스펙트럼은 마이크로웨이브 해면 조사폭과 스펙트럼 해석 시간폭의 영향을 받는다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 해면 조사폭과 스펙트럼 해석 시간폭의 영향을 조사하기 위하여, 다양한 파랑과 해면 흐름 조건의 수치 해면 생성과 마이크로웨이브 후방산란 시뮬레이션을 통하여 도플러 스펙트럼을 구하였다. 결과에 의하면 마이크로웨이브 해면 조사폭을 파장의 1/5이하, 스펙트럼 해석 시간폭을 파주기의 1/5이하로 설정하면, 충분한 정도의 파고계측이 가능하다. 또한, 파주기에 비해서 충분히 긴 스펙트럼 해석 시간폭을 설정하면 해면 흐름의 상대유속 계측이 가능하다. 시뮬레이션을 이용하여 마이크로웨이브 도플러 레이더에 의한 해면관측의 적절한 계측방법을 찾을 수 있다.

Keywords

References

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