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• W2083807811 abstract "In this paper, we propose a frequency reuse method for efficient frequency use of multi-site weather radar. Our method uses a set of orthogonal pulse compression codes and CLEAN algorithm for sidelobe interference cancellation. Computer simulation results show that performance of proposed method meet performance requirements of [1], The current S-band weather radars in South Korea use the 8 different frequency channels to avoid interference. Using proposed method, number of occupied channels can reduce from 8 to 1, the 7 frequency channels may be use for other services ※ This research was funded by the MSIP(Ministry of Science, ICT & Future Planning), Korea in the ICT RD SNR>10dB; Radial Velocity ≤1m/s; SNR>8dB; Spectrum Width ≤1m/s; SNR>10dB; 표 1. WSR-88D 성능 요구 조건 Table 1. Performance requirement of WSR-88D II. 기상 레이다 기상 레이다는 송신된 전자기파가 비, 눈 또는 우박 등의 기상 목표물에 부딪혀 되돌아오는 반사파의 신 호를 분석하여, 강수 구름의 위치와 이동 상태, 강수 강도 등을 감시 추적하는 기상 관측 장비이다. 일반적 으로 조밀한 시공간 해상도를 가지며, 반경 200∼300 km의 넓은 영역을 관측할 수 있다. 2.1 국내 기상 레이다 운용 현황 우리나라는 1970년 관악산에 기상 레이다가 처음 설치되어 레이다 관측이 시작되었으며, 이후 제주 고 산, 부산, 동해, 군산에 레이다가 설치되었다. 레이다 관측 영역 확대와 관측 사각 지대 해소를 위해서 백령 도를 시작으로 진도, 광덕산, 면봉산, 성산에 레이다를 추가로 설치하였다. 노후한 관악산, 구덕산, 고산, 오 성산 레이다를 새로운 S-band 레이다로 교체하였으며, 동해 레이다는 2009년에 강릉 레이다로 교체되었다. 10개 지점에서 레이다를 운영함으로써 우리나라 전역 의 악기상을 감시할 수 있는 기본적인 관측망이 완성 되었다 . 기상 레이다가 기상 관측에서 중요한 부분 을 담당하고 있지만, 전국 10개소 기상 레이다가 다양 한 모델을 가지고 지역별로 운영되다 보니 자료의 품 질관리와 위험기상에 대해 신속하게 대처하는데 한계 가 있었다. 그래서 기상 레이다 센터를 설립하였으며, 기상 레이다 관측의 정확도 향상 및 효율적인 자료 관 리를 위해 2013년부터 2018년까지 기상청 광역레이 다에 대해 EEC사의 DWSR-8501 S/K 이중 편파 동 논문 / Multi-site 기상 레이다를 위한 주파수 재사용 기법 111 일 모델로 교체할 예정이다. 표 2는 교체 예정 모델 DWSR8501 S/K 레이다의 주요 스펙을 나타낸다. 2.2 거리, 시선 속도 그리고 강우량 기상레이다는 강수 입자에 부딪혀 되돌아오는 신호 를 이용하여 강수 지역, 강수 세기 그리고 이동 속도 등을 탐지한다. 일반적으로 펄스 형태의 에너지를 안 테나를 통하여 대기중으로 방사하며 방사된 에너지는 대기중의 어떤 거리에 수상 입자로 입사되고, 수상 입 자로 입사되는 에너지의 일부는 다시 후방으로 산란 되는데 후방 산란되는 양의 정도는 기상 입자의 크기, 모양, 상태, 집중도에 따라 달라진다. 이 일련의 과정 을 수식으로 형식화한 것이 레이다 방정식이며 식 (1) 과 같다 .           (1) 여기서 는 최대 송신전력, 는 펄스폭(m), 는 안 테나 이득, 는 빔폭(radian), 는 파장(cm), 는 유 전율(물인 경우 0.93, 얼음인 경우 0.23), 는 수상입 자에 의한 레이다 반사도 인자(radar reflectivity factor), 은 목표물까지 거리를 나타낸다. 거리는 방 사된 펄스가 되돌아오는 시간으로부터 추정할 수 있 으므로 수신 전력  , 유전율 , 그리고 거리 을 알 면 기상 입자에 의한 레이다 반사도 인자 를 알 수 있는데 는 강우율 과 관련된다. 레인지 빈(bin) 안 에서 강우율이 어떻게 결정되는지를 살펴보기 위하여 관계에 대한 연구가 가장 많이 이루어진 미국의 WSR-88D 레이다 관계식을 예로 들어 설명하면 다음 식과 같다.       (2) 위의 식과 같이  관계는 항상 지수 형태로 표현 할 수 있는데 상수 300과 1.4는 환경에 따라 달라지며 강우율과 레이다 반사도 관계를 명확하게 하기 위한 수많은 연구가 진행 중이다. 일정한 목표물에 발사된 송신파의 위상(phase)은 반사하는 목표물의 레이다 빔 방향에서 이동속도(시선속도)에 따라 다르게 수신된 다. 레이다 전파의 주파수 분석에서 송신파와 수신파 의 위상차가 인 파는 다음 식에 의해 만큼 도플 러 편이되어 수신된다.     (3) 레이다의 송신파는 일정한 체적을 가진 펄스로 방사 되고, 이 펄스 체적에서 관측 자료를 수집한다. 채집 된 펄스 체적에는 서로 다른 속도를 가진 많은 기상입 자가 있고, 이로 인하여 수신된 신호를 주파수 스펙트 럼 분석하면 도플러 스펙트럼이 얻어진다. 이 스펙트 럼의 평균 도플러 편이  와 관계식 (4)로부터 기상 입자의 평균 시선 속도 를 얻을 수 있다." @default.
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