• 한국전자파학회논문지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.408-416
• /
• 2010

본 논문에서는 X-밴드 대역의 지상운용용 HPS(Hongik Polarimetric Scatterometer) 시스템 보정에 관한 연구 결과를 선보인다. Scatterometer 시스템 보정을 위해 이론적으로 RCS(Radar Cross Section)가 잘 알려진 금속구, 삼각수동 반사기(trihedral corner reflector), 금속봉 등과 같은 보정용 목표물을 이용하여 이론값과 측정값을 비교함으로써 scatterometer 시스템의 왜곡 정도를 분석한다. 실외 환경에서 scatterometer 시스템을 이용하는 실제 측정상황의 보정 정확도는 보정용 목표물의 정확하고 안정된 측정에 의해 좌우되므로 이를 보완하기 위해 HPS 시스템의 입사각(${\xi}-$, ${\phi}-$방향) 제어 기능을 응용한 자동화된 2차원 목표물 스캐닝 측정법(2-D target scanning technique) 을 함께 선보인다. 이때, scatterometer 시스템의 왜곡 정도를 보정하기 위한 기법으로는 GCT(General Calibration Technique) 기법과 STCT(Single Target Calibration Technique) 기법을 비교 연구하였으며, 보정 정확도를 분석하기 위해서 시험용 목표물로 삼각 수동 반사기의 편파별 RCS와 위상차를 측정/비교하였다. 시스템 보정 정도를 검증하기 위해 세 종류(10/20/30 cm)의 삼각수동 반사기를 이용하였으며, 동일 편파 RCS는 GCT 기법과 STCT 기법을 이용하여 각각 ${\pm}1.0$ dB과 ${\pm}0.5$ dB의 오차 범위에서 보정되었다. 또한, 동일 편파간 위상차( ${\phi}_{hh}-{\phi}_{vv}$)는 이론 값과 비교하여 $-20^{\circ}{\sim}0^{\circ}$와 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오차를 각각 보였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.121-126
• /
• 2004

본 논문에서는 calibration된 scatterometer를 이용하여 SAR 데이터를 보정하는 연구 결과를 선보인다. 도체구를 이용하여 안테나 주빔에서의 polarimetric한 안테나 패턴(크기와 위상)을 측정하고, 이 데이터를 이용하여 차량 탑재형 네트워크 분석기형 scatterometer 시스템을 polarimetric하게 정확하게 보정하였다. 이 scatterometer를 이용하면 잔디밭, 논, 맨땅 등의 지표면에 대한 정확한 Mueller 행렬을 얻을 수 있으므로, 레이더 산란계수뿐만 아니라 위상변수들도 정확하게 측정하게 된다. 또한, 대부분의 SAR 시스템에는 위상변수 측정에 에러가 있게되고, polarimetric하게 보정된 scatterometer로 SAR가 측정하는 지역을 동시에 측정하여 SAR 데이터를 교정할 수 있다. 이러한 polarimetric한 보정 방법을 이용하면, 산란계수의 보정효과는 크지 않으나, hh-편파와 vv-편파간의 위상변수인 degree of correlation $\alpha$의 보정효과는 매우 큼을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
• /
• 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
• /
• pp.3-7
• /
• 2003

In this paper, radar scattering coefficients of earth surfaces such as grass fields, rice fields and bare soil surfaces are measured by using an auto-mounted network analyzer-based scatterometer system. The scatterometer system is calibrated both the magnitude and phase in order to obtain the accurate Mueller matrices of the earth surfaces. Then the accurate scattering matrices can be obtain from the Mueller matrices. The degree of correlation $\alpha$ is also obtained by this procedure and is used to correct AirSAR data which are not calibrated with phase variations.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제23권10호
• /
• pp.1196-1203
• /
• 2012

본 논문에서는 미소 뮬러 행렬 보정법(differential Mueller matrix calibration technique: DMMCT)을 이용하여 C-밴드의 지상운용용 HPS(Hongik Polarimetric Scatterometer) 시스템을 보정한 연구 결과를 선보인다. 스캐터미터 시스템 보정을 위해 금속구를 이용하여 안테나 주빔에서의 편파 측정한 안테나 패턴을 챔버에서 측정하고, DMMCT를 이용하여 지상운용용 HPS의 왜곡 정도를 분석하여 정확하게 보정한다. 단일 편파 시스템과는 다르게 완전 편파 시스템에서는 후방 산란 계수뿐만 아니라 위상 변수들도 중요하다. 보정된 지상운용용 HPS를 이용하면 논, 맨땅, 작물밭 등의 지표면에 대한 정확한 Mueller 행렬을 얻을 수 있으므로, 후방 산란 계수뿐만 아니라 동일 편파와 교차 편파의 위상 변수들도 정확하게 측정하게 된다. 보정의 정확도는 산란 모델을 이용해 계산한 후방 산란 계수와 측정한 후방 산란 계수의 비교로 확인할 수 있다. 따라서 측정으로 쟁기질 한 밭의 편파 응답 특성을 얻었으며, 이 결과를 이론 모델로 얻은 편파 응답 특성과 비교하여 보정 기술을 검증하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2007년도 Proceedings of ISRS 2007
• /
• pp.633-636
• /
• 2007

The objective of this study is to measure backscattering coefficients of paddy rice using L, C, X-bands scatterometer system during a rice growth period. The measurement was conducted at an experimental field located in National Institute of Agricultural Science and Technology (NIAST), Suwon, Korea. The rice cultivar was a kind of Japonica type, called Chuchung. The scatterometer system consists of dual-polarimetric square horn antennas, HP8720D vector network analyzer (20MHz ${\sim}$ 20GHz), RF cables, and a personal computer that controls frequency, polarization and data storage. The scatterometer system is calibrated using a calibration kit (3.5mm, 85052D). The backscattering coefficients were calculated by applying radar equation for the measured at incidence angles between $20^{\circ}$ and $60^{\circ}$ for four polarization (HR, VV, HV, VH), respectively, and compared with rice growth data such as plant height, stem number, biomass, dry weight and LAI that were collected at time of each scatterometer measurement simultaneously.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.153-157
• /
• 2007

본 논문은 지표면 현상의 관측에 날씨의 영향을 거의 받지 않는 마이크로파 L-밴드(1.95 GHz)와 C-밴드(5.3 GHz) scatterometer 시스템을 이용하여 농업과학기술원 내의 논에서 자라는 추청벼를 대상으로 2006년 5월 29일부터 10월 9일까지 생육에 따른 군락의 후방산란계수를 관측한 데이터와 작물의 생육과의 관계를 살펴보고 또한，측정 시스템의 개요，측정 시스템의 보정 방법들을 기술하고자 한다. Scatterometer 시스템의 송 수신기로 HP 8753D 벡터 네트워크 분석기를 사용하며，타워 위에 안테나를 설치하여 3.4 m의 높이에서 측정하도록 하였다. L-밴 드와 C-밴드 scatterometer는 VV-, VH-, HV-, HH-편파를 측정하여 fully polarimetric한 데이터를 얻도록 설계된 레이더시스템으로 입사각을 $30^{\circ}{\sim}60^{\circ}$에서 $10^{\circ}$간격으로 각각 30개의 독립적인 샘플을 측정하여 통계적으로 후방산란계수를 얻었다. 타워에서 발생하는 전파 잡음과 안테나 패턴의 부엽에 의한 지면에서의 수직반사(coherent 성분) 전파를 제거하기 위해 네트워크 분석기의 time gating 기능을 사용하며，55 cm 크기의 trihedral 전파반사기를 보정용 반사기로 사용하고， STCT(single target calibration technique) 방법을 이용하여 시스템을 보정하였다. 측정 결과를 분석하여 주파수， 입사각도， 편파의 변화에 대한 벼의 후방산란 특성과 벼의 생육상태과의 관계를 살펴보았다. L-밴드와 C-밴드 모두 벼의 생육과 밀접한 결과를 나타내었으나，입사각이 작을 때는 C-밴드와의 상관이 높게 나타났고 입사각이 커질수록 L-밴드와의 상관이 높게 나타났다. 편파는 L-밴드 와 C-밴드 모두 hh 편파가，입사각은 50도에서 가장 생육의 변이를 잘 설명하는 것으로 나타났다. 생육 데이터 모두를 이용한 경우보다는 유수형성기 또는 출수기 등 벼 생육의 질적인 변화를 보이는 시기에 따라 나누어 분석하는 것이 변화추이를 더 잘 설명하는 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.145-152
• /
• 2007

본 논문은 지표면 현상의 관측에 날씨의 영향을 거의 받지 않는 마이크로파 L-밴드(1.95 GHz)와 C-밴드(5.3 GHz) scatterometer 시스템을 이용하여 농업과학기술원 내의 논에서 자라는 추청벼를 대상으로 2006년 5월 29일부터 10월 9일까지 생육에 따른 군락의 후방산란계수를 관측한 데이터와 작물의 생육과의 관계를 살펴보고 또한, 측정 시스템의 개요, 측정 시스템의 보정 방법들을 기술하고자 한다. Scatterometer 시스템의 송수신기로 HP 8753D 벡터 네트워크 분석기를 사용하며, 타워 위에 안테나를 설치하여 3.4 m의 높이에서 측정하도록 하였다. L-밴드와 C-밴드 scatterometer는 VV-, VH-, HV-, HH-편파를 측정하여 fully polarimetric한 데이터를 얻도록 설계된 레이더시스템으로 입사각을 $30^{\circ}{\sim}60^{\circ}$에서 $10^{\circ}$간격으로 각각 30개의 독립적인 샘플을 측정하여 통계적으로 후방산란계수를 얻었다. 타워에서 발생하는 전파 잡음과 안테나 패턴의 부엽에 의한 지면에서의 수직반사(coherent 성분) 전파를 제거하기 위해 네트워크 분석기의 time gating 기능을 사용하며, 55 cm 크기의 trihedral 전파반사기를 보정용 반사기로 사용하고, STCT(single target calibration technique) 방법을 이용하여 시스템을 보정하였다. 측정 결과를 분석하여 주파수, 입사각도, 편파의 변화에 대한 벼의 후방산란 특성과 벼의 생육상태와의 관계를 살펴보았다. L-밴드와 C-밴드 모두 벼의 생육과 밀접한 결과를 나타내었으나, 입사각이 작을 때는 C-밴드와의 상관이 높게 나타났고 입사각이 커질수록 L-밴드와의 상관이 높게 나타났다. 편파는 L-밴드와 C-밴드 모두 hh 편파가, 입사각은 50도에서 가장 생육의 변이를 잘 설명하는 것으로 나타났다. 생육 데이터 모두를 이용한 경우보다는 유수형성기 또는 출수기 등 벼 생육의 질적인 변화를 보이는 시기에 따라 나누어 분석하는 것이 변화추이를 더 잘 설명하는 것으로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제35권5_1호
• /
• pp.625-636
• /
• 2019

토양수분은 수문순환에 핵심적인 역할을 하는 대표적인 인자로써 대기와 지표 사이의 상호작용에 관여하며, 농업, 수자원, 대기 등의 분야에서 활용되고 있다. 한반도 영역의 위성기반 토양수분의 적용성 및 불확실성 분석을 위하여 Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2), Advanced SCATterometer (ASCAT), European SpaceAgency Climate Change Initiative (ESACCI) 데이터가 사용되었다. 상기 데이터를 사용한 Cumulative Distribution Function (CDF) Matching과 Triple collocation (TC) 분석을 수행하여 위성 토양수분 데이터 보정 및 불확실성에 관한 연구를 진행하였다. 보정 전의 인공위성 기반 토양수분자료를 Automated Agriculture Observing System (AAOS) 관측지점과 비교한 결과, ESACCI와 ASCAT자료는 AAOS의 경향을 잘 반영하였다. 그에 비해 AMSR2 위성 자료는 동결기간에 과대 산정되었다. CDF Matching을 이용하여 인공위성 토양수분 자료를 보정한 결과, 보정 전보다 오차 및 상관성이 개선되었다. 마지막으로, TC 방법을 이용하여 토양수분 자료의 불확실성 분석을 실시하였다. CDF Matching 보정을 실시한 인공위성 토양수분의 불확실성이 동결과 융해 기간에서 확연하게 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 한반도에서는 보정을 실시하였을 때, AMSR2 토양수분 자료보다 ASCAT과 ESACCI를 활용하는 것이 보다 정확한 토양수분 결과를 나타낼 수 있을 것으로 나타났다.