KR101784178B1 - Scatterometer system for ocean parameters monitoring - Google Patents

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KR101784178B1 KR1020160093142A KR20160093142A KR101784178B1 KR 101784178 B1 KR101784178 B1 KR 101784178B1 KR 1020160093142 A KR1020160093142 A KR 1020160093142A KR 20160093142 A KR20160093142 A KR 20160093142A KR 101784178 B1 KR101784178 B1 KR 101784178B1
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김덕진
황지환
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서울대학교산학협력단
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Abstract

A scatterometer system for observing ocean displacement comprises: a waveform generator; an antenna member; a primary generating unit; a backscattering coefficient extracting unit; a secondary generating unit; a distance extracting unit; a relative speed extracting unit; and a display unit. The secondary generating unit generates bit frequency-distance two-dimensional data representing bit frequency spectrum and a distance profile by Fourier-transforming real-time sampling data in a distance direction, and generates a distance-Doppler two-dimensional data by Fourier-transforming the bit frequency-distance two-dimensional data in the distance direction and in a Ta direction orthogonal to the distance direction on the bit frequency-distance two-dimensional data. The distance extracting unit receives the distance-Doppler two-dimensional data from the secondary generating unit, and extracts a distance of a target object from the distance-Doppler two-dimensional data. The relative speed extracting unit receives the distance-Doppler two-dimensional data from the secondary generating unit and extracts a relative speed of the target object from the distance-Doppler two-dimensional data. According to the present invention, a distance-Doppler two-dimensional data based on frequency modulated continuous wave (FMCW) can be provided. Therefore, integrated signals combined with a distance, backscattering coefficients, and a relative speed in a two-dimensional way are output.

Description

해양변위 관측용 산란계 시스템 {SCATTEROMETER SYSTEM FOR OCEAN PARAMETERS MONITORING}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a scatterometer system for observing ocean displacement,

본 발명은 해양변위 관측용 산란계 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)에 기반한 다양한 해양변위 관측용 산란계 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scattering system for observing a marine displacement, and more particularly, to a scattering system for observing various marine displacement based on FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave).

지구환경조사는 방대한 지역의 지질, 해양, 생태 등을 조사하는 분야로서, 현장조사, 실내실험, 원격탐사 등을 포함한다.The Global Environmental Survey is a survey of geological, marine, and ecological conditions in vast areas, including field surveys, indoor experiments, and remote exploration.

현장조사는 지표탐사, 보링, 물리탐사 등 직접현장을 방문하여 육안 또는 각종 조사장비를 이용한 조사를 포함한다. 현장조사는 그 정확도가 높기 때문에 현재까지도 정밀측정이 필요한 경우에 널리 사용된다. 실내실험은 현장에서 직접 측정하기 어려운 화학적, 물리적 특성등을 실험실 내의 정밀계측장비를 이용하여 측정한다. 현장조사와 실내실험은 그 정확도가 높은 장점이 있으나, 시간적·공간적 제약으로 인하여 넓은 지역, 원격지, 격오지, 해양 등에 적용하기 쉽지 않다.Field surveys include land surveying, boring, physical exploration, etc., which are conducted directly at the site and include visual inspection or survey using various surveying equipment. Field surveys are widely used when precise measurements are required to date because of their high accuracy. The laboratory tests are carried out using precision measuring instruments in the laboratory to measure the chemical and physical characteristics that are difficult to measure directly in the field. The field survey and laboratory test have the advantage of high accuracy, but due to time and space constraints, it is not easy to apply to large area, remote area, remote area, ocean.

최근에는 원격탐사기술의 발달로 인하여 인공위성, 항공기 등을 이용한 원격탐사가 점차 널리 이용되고 있다. 특히, 화산폭발, 지진, 태풍 등의 재난상황이나 빙하, 조수, 파도, 해양오염과 같은 환경모니터링에 있어서 원격탐사가 매우 유용하다.In recent years, due to the development of remote sensing technology, remote sensing using satellites and aircraft has become increasingly widely used. In particular, remote sensing is very useful for environmental monitoring such as volcanic eruptions, earthquakes, typhoons, and glaciers, tides, waves and marine pollution.

일반적인 원격탐사장비는 인공위성이나 항공기에 탑재된 레이더를 이용한다. 그러나 레이더는 최초에 군사목적으로 개발된 것으로 항공기 등과 같이 움직이는 물체를 감지하는데 장점이 있으나, 파도, 조수, 화산재, 태풍 등 지구환경의 변화를 직접 측정하지 못한다.Common remote sensing devices use radars mounted on satellites or aircraft. However, radar was originally developed for military purposes and has the advantage of detecting moving objects such as aircraft, but it can not directly measure global environmental changes such as waves, tides, volcanic ash, and typhoons.

종래의 원격탐사방법은 레이더 등의 거리측정기능을 이용하여 지구환경의 변화를 간접적으로 추정한다. 그러나 파도, 조수, 화산재, 태풍 등은 전파반사가 용이하지 않은 해수, 미립자, 구름 등이 실시간으로 변화하는 양상을 보이고 있다. 따라서 종래의 원격탐사방법으로는 다양한 지구환경에 대응하는 원만한 측정이 어렵고 측정값의 신뢰성이 낮다.The conventional remote sensing method indirectly estimates the change of the global environment by using a distance measuring function such as a radar. However, waves, tides, volcanic ash, and typhoons are changing in real-time as seawater, particulates, and clouds are not easily reflected. Therefore, conventional remote sensing methods are difficult to measure smoothly in response to various global environments, and reliability of measured values is low.

대한민국등록특허 제10-1273183 (2013. 6. 3.)Korean Patent No. 10-1273183 (Mar. 6, 2013)

본 발명의 목적은 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)에 기반한 다양한 해양변위 관측용 산란계 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a scatterometer system for observing various marine displacement based on FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave).

본 발명의 일 실시예에 따른 해양변위 관측용 산란계 시스템은 파형발생기, 안테나부재, 1차생성부, 후방산란계수추출부, 2차생성부, 거리추출부, 상대속도추출부, 및 표시부를 포함한다. 상기 파형발생기는 시간에 따라 주파수가 일정하게 증가하다가 소증의 주기마다 주파수가 초기화되는 톱니파를 발생시킨다. 상기 안테나부재는 상기 파형발생기로부터 생성된 상기 톱니파를 송신파로 송신하고, 상기 송신파가 대상물체로부터 반사되어 생성되는 수신파를 수신한다. 상기 1차생성부는 상기 수신파를 시간에 따라 인가받아 상기 수신파의 도플러정보를 타임어레이 순서에 따라 배열하여 이차원 데이터 형태의 실시간 샘플링데이터를 생성한다. 상기 후방산란계수추출부는 상기 1차생성부로부터 상기 실시간 샘플링데이터를 인가받고, 상기 실시간 샘플링데이터의 상기 도플러정보들을 평균하여 평균 도플러정보를 생성하며, 상기 평균 도플러정보에 거리방향 푸리에변환 및 상기 평균 도플러정보의 2차원 데이터배열에서 상기 거리방향에 수직하는 Ta방향 푸리에 변환을 실시하여 후방산란계수(backscattering coefficients)를 추출한다. 상기 2차생성부는 상기 실시간 샘플링데이터를 거리방향으로 푸리에변환하여 비트주파수 스팩트럼 및 거리프로파일을 함께 나타내는 비트주파수-거리 이차원데이터를 생성하고, 상기 비트주파수-거리 이차원데이터에 거리방향 푸리에변환 및 상기 비트주파수-거리 이차원데이터에서 상기 거리방향에 수직하는 Ta방향 푸리에 변환을 실시하여 거리-도플러 이차원데이터를 생성한다. 상기 거리추출부는 상기 2차생성부로부터 상기 거리-도플러 이차원데이터를 인가받고, 상기 거리-도플러 이차원데이터로부터 상기 대상물체의 거리를 추출한다. 상기 상대속도추출부는 상기 2차생성부포부터 상기 거리-도플러 이차원데이터를 인가받고, 상기 거리-도플러 이차원데이터로부터 상기 대상물체의 상대속도를 추출한다. 상기 표시부는 상기 후방산란계수추출부로부터 상기 후방산란계수를 인가받고, 상기 거리추출부로부터 상기 거리를 인가받고, 상기 상대속도추출부로부터 상기 상대속도를 인가받아, 상기 후방산란계수, 상기 거리, 및 상기 상대속도를 표시한다.The scattering system for observing a marine displacement according to an embodiment of the present invention includes a waveform generator, an antenna member, a primary generating unit, a backscattering water extracting unit, a secondary generating unit, a distance extracting unit, a relative speed extracting unit, do. The waveform generator generates a sawtooth wave whose frequency is constantly increased with time and whose frequency is initialized at every minority period. The antenna member transmits the sawtooth wave generated from the waveform generator to a transmission wave, and receives the reception wave generated by reflecting the transmission wave from the object. The primary generating unit receives the received wave over time and generates real-time sampling data in the form of two-dimensional data by arranging the Doppler information of the receiving wave according to the time array order. The backscattering coefficient extraction unit receives the real-time sampling data from the primary generation unit, generates average Doppler information by averaging the Doppler information of the real-time sampling data, and outputs the average Fourier transform and the average Direction Fourier transform perpendicular to the direction of the distance in the two-dimensional data array of Doppler information to extract backscattering coefficients. Wherein the second generation unit generates Fourier transform of the real-time sampling data in the distance direction to generate bit frequency-distance two-dimensional data that together express a bit frequency spectrum and a distance profile, Direction Fourier transform perpendicular to the direction of the distance in the frequency-distance two-dimensional data to generate the distance-Doppler two-dimensional data. The distance extracting unit receives the distance-Doppler two-dimensional data from the secondary generating unit and extracts the distance of the object from the distance-Doppler two-dimensional data. The relative velocity extracting unit receives the distance-Doppler two-dimensional data from the secondary generation bubble, and extracts the relative velocity of the object from the distance-Doppler two-dimensional data. Wherein the display unit receives the backscattering number from the backscattering coefficient extracting unit, receives the distance from the distance extracting unit, receives the relative speed from the relative speed extracting unit, calculates the backscattering coefficient, And the relative speed.

일 실시예에서, 상기 거리추출부는 상기 거리-도플러 이차원 데이터의 도플러값을 거리방향을 따라서 추출하고, 상기 거리방향으로 추출된 도플러값에서 가장 높은 값을 상기 대상물체의 거리로 추출할 수 있다.
In one embodiment, the distance extractor may extract the Doppler value of the distance-Doppler two-dimensional data along the distance direction, and may extract the highest value of the Doppler value extracted in the distance direction as the distance of the object.

*일 실시예에서, 상기 상대속도추출부는 상기 거리-도플러 이차원 데이터의 도플러값을 도플러방향을 따라서 추출하고, 상기 도플러방향으로 추출된 도플러값과 상기 거리-도플러 이차원 데이터의 중간값을 비교하여 상기 상대속도를 추출할 수 있다.In one embodiment, the relative velocity extractor extracts the Doppler value of the distance-Doppler two-dimensional data along the Doppler direction, compares the Doppler value extracted in the Doppler direction with the median of the distance-Doppler two- The relative speed can be extracted.

일 실시예에서, 상기 안테나부재는 상기 송신파로 송신하는 송신안테나; 상기 수신파를 수신하는 수신안테나; 및 상기 송신안테나 및 상기 수신안테나에 연결되어 상기 송신안테나 및 상기 수신안테나의 송수신방향을 제어하는 구동부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the antenna member comprises a transmitting antenna for transmitting to the transmitting wave; A receiving antenna for receiving the receiving wave; And a driving unit connected to the transmitting antenna and the receiving antenna to control transmission and reception directions of the transmitting antenna and the receiving antenna.

일 실시예에서, 상기 구동부는 상기 송신안테나 및 상기 수신안테나의 상기 송수신방향을 해수면에 수직한 방향을 기준으로 0도부터 60도까지 10도간격으로 변경시킬 수 있다.In one embodiment, the driving unit may change the transmitting and receiving directions of the transmitting antenna and the receiving antenna to 10 degrees from 0 degree to 60 degrees with reference to a direction perpendicular to the sea surface.

일 실시예에서, 상기 해양변위 관측용 산란계 시스템은 상기 1차생성부로부터 상기 실시간 샘플링데이터를 인가받아 상기 대상물체의 평균거리정보를 추출하는 평균거리추출부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the scatterometer system for observing a marine displacement may further include an average distance extracting unit that receives the real-time sampling data from the primary generating unit and extracts average distance information of the object.

일 실시예에서, 상기 평균거리추출부는 상기 1차생성부로부터 상기 실시간 샘플링데이터를 인가받고, 상기 실시간 샘플링데이터의 상기 도플러정보들을 평균하여 상기 평균 도플러정보를 생성하며, 상기 평균 도플러정보를 상기 거리방향으로 푸리에변환하여 일차원 형태의 상기 평균거리정보를 생성할 수 있다.In one embodiment, the average distance extracting unit receives the real-time sampling data from the primary generating unit, generates the average Doppler information by averaging the Doppler information of the real-time sampling data, Direction to generate the average distance information in a one-dimensional form.

일 실시예에서, 상기 해양변위 관측용 산란계 시스템은 상기 거리추출부로부터 상기 거리를 인가받고, 상기 평균거리추출부로부터 상기 평균거리정보를 인가받아 거리측정의 오차를 보정하는 거리보정부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the scatterometer system for observing a marine displacement further includes a distance corrector receiving the distance from the distance extractor and receiving the average distance information from the average distance extractor to correct an error of the distance measurement .

상기와 같은 본 발명에 따르면, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)에 기반하여 거리-도플러 이차원 데이터를 제공할 수 있다. 따라서 거리나 후방산란계수(backscattering coefficients), 상대속도가 2차원적으로 결합된 통합시그널이 출력된다.According to the present invention as described above, distance-Doppler two-dimensional data can be provided based on a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW). Therefore, an integrated signal in which distance, backscattering coefficients, and relative velocity are combined two-dimensionally is output.

평균거리추출부 및 거리추출부를 별도로 구비하여 해양변위 관측용 산란계 시스템에 의해 측정된 거리를 교차검증하고, 거리보정부에 의해 거리측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.An average distance extracting unit and a distance extracting unit are provided separately to cross-verify the distance measured by the scattering system for observing the ocean displacement, and the accuracy of the distance measurement can be improved by the distance corrector.

상대속도추출부를 통하여 안테나부재의 각도에 따른 상대속도를 추출하여, 해상, 기상, 조류 등 유동성이 높은 대상의 움직임을 동시에 측정할 수 있다.The relative velocity extracting unit extracts the relative velocity according to the angle of the antenna member, and simultaneously measures the motion of the object having high fluidity such as sea, weather, and algae.

또한 후방산란계수추출부가 거리보정부에 의해 보정된 최종거리를 이용하여 보정된 후방산란계수를 생성하므로, 후방산란계수의 정확도가 향상된다.Also, the accuracy of the backscattering coefficient is improved because the backscattering coefficient extracting unit generates the corrected backscattering coefficient using the final distance corrected by the distance corrector.

또한 거리-도플러 이차원데이터가 거리추출부 및 상대속도추출부에 동시에 인가되어, 실시간으로 거리 및 상대속도를 추출할 수 있다.Also, the distance-Doppler two-dimensional data is simultaneously applied to the distance extracting unit and the relative speed extracting unit so that the distance and the relative speed can be extracted in real time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 이미지이다.
도 2는 도 1에 도시된 해양변위 관측용 산란계 시스템을 이용한 탐지방법을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 도 1에 도시된 송신파와 반사파를 나타내는 타이밍도이다.
도 5는 도 1에 도시된 해양변위 관측용 산란계 시스템의 데이터를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 도 5의 평균거리를 안테나각도에 따라 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 5의 후방산란계수(backscattering coefficients)를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 5의 비트주파수-거리 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.
도 9는 도 8의 비트주파수-거리 이차원데이터에 레인지 게이팅(range gating)을 적용한 이미지이다.
도 10은 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 0°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.
도 11a는 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 10°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.
도 11b는 도 11a의 거리방향에 따른 수신강도를 나타내는 그래프이다.
도 11c는 도 11a의 거리에 따른 상대속도를 나타내는 그래프이다.
도 12은 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 20°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.
도 13은 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 30°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.
도 14는 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 40°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.
도 15는 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 50°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 블럭도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 블럭도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an image showing a bedding system for observing a marine displacement according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a sectional view showing a detection method using a scattering system for a marine displacement observation shown in FIG. 1. FIG.
3 is a block diagram illustrating a scatterometer system for observing a marine displacement shown in FIG.
4 is a timing chart showing the transmission wave and the reflected wave shown in Fig.
5 is a block diagram showing data of a scattering system for a marine displacement observation shown in FIG.
FIG. 6 is a graph showing an average distance of FIG. 5 according to an antenna angle. FIG.
FIG. 7 is a graph showing the backscattering coefficients of FIG. 5; FIG.
8 is an image showing the bit frequency-distance two-dimensional data of FIG.
FIG. 9 is an image obtained by applying range gating to the bit-frequency-distance two-dimensional data of FIG.
FIG. 10 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 0 ° in the image shown in FIG.
11A is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 10 DEG in the image shown in FIG.
11B is a graph showing the reception strength according to the distance direction in FIG.
11C is a graph showing a relative speed according to the distance in FIG.
FIG. 12 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 20 ° in the image shown in FIG.
FIG. 13 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 30 degrees in the image shown in FIG.
14 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data in the case where the inclination angle of the antenna is 40 DEG in the image shown in FIG.
FIG. 15 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 50 degrees in the image shown in FIG.
16 is a block diagram illustrating a scatterometer system for observing a marine displacement according to another embodiment of the present invention.
17 is a block diagram illustrating a scattering system for observing a marine displacement according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Also, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 이미지이다. 도 2는 도 1에 도시된 해양변위 관측용 산란계 시스템을 이용한 탐지방법을 나타내는 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 블럭도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an image showing a bedding system for observing a marine displacement according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a detection method using a scattering system for a marine displacement observation shown in FIG. 1. FIG. 3 is a block diagram illustrating a scatterometer system for observing a marine displacement shown in FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 해양변위 관측용 산란계 시스템은 안테나부재(100), 파형발생기(150), 분배기(160), 믹서(205), 1차생성부(210), 1차분배기(220), 평균거리추출부(230), 후방산란계수추출부(240), 거리보정부(250), 2차생성부(260), 거리추출부(270), 상대속도추출부(280), 및 표시부(290)를 포함한다.1 to 3, a scatterometer system for observing a marine displacement includes an antenna member 100, a waveform generator 150, a distributor 160, a mixer 205, a primary generating unit 210, a primary distributor A distance calculating unit 260, a distance extracting unit 270, a relative speed extracting unit 280, a distance calculating unit 260, And a display unit 290.

안테나부재(100)는 톱니파(S_sawtooth)를 송신파(2)로 송신하고, 대상물체로부터 반사되는 수신파(4)를 수신한다. 본 실시예에서, 안테나부재(100)는 송신안테나(110), 수신안테나(120), 및 구동부(130)를 포함한다.The antenna member 100 transmits the sawtooth S_sawtooth to the transmission wave 2 and receives the reception wave 4 reflected from the object. In this embodiment, the antenna member 100 includes a transmitting antenna 110, a receiving antenna 120, and a driving unit 130.

본 실시예에서, 안테나부재(100)는 송신안테나(110)와 수신안테나(120)를 포함한다. 다른 실시예에서, 안테나부재(100)가 하나의 안테나만을 포함하고, 하나의 안테나를 통해서 송신파(2)의 송신과 수신파(4)의 수신이 함께 이루어질 수도 있다.In the present embodiment, the antenna member 100 includes a transmitting antenna 110 and a receiving antenna 120. [ In another embodiment, the antenna member 100 includes only one antenna, and transmission of the transmission wave 2 and reception of the reception wave 4 may be performed together via one antenna.

송신안테나(110)는 파형발생기(150)로부터 발생된 톱니파(S_sawtooth)를 송신파(2)로 송신한다.The transmission antenna 110 transmits the sawtooth S_sawtooth generated from the waveform generator 150 to the transmission wave 2.

수신안테나(120)는 송신파(2)가 대상물체로부터 반사되어 생성되는 수신파(4)를 수신한다.The reception antenna 120 receives the reception wave 4 generated by reflecting the transmission wave 2 from the object.

구동부(130)는 송신안테나(110) 및 수신안테나(120)와 연결되어 송신안테나(110) 및 수신안테나(120)의 송수신방향을 제어한다. 예를 들어 구동부(130)는 송신안테나(110) 및 수신안테나(120)의 송수신방향을 해수면에 수직한 방향을 기준으로 0도부터 60도까지 10도간격으로 변경시킬 수 있다. 관련분야의 당업자라면 구동부(130)의 구동방향 및 간격은 대상물체에 따라 자유롭게 변형될 수 있다는 사실을 알 수 있을 것이다.The driving unit 130 is connected to the transmission antenna 110 and the reception antenna 120 to control transmission and reception directions of the transmission antenna 110 and the reception antenna 120. For example, the driving unit 130 may change the transmitting and receiving directions of the transmitting antenna 110 and the receiving antenna 120 to 10 degrees from 0 to 60 degrees with respect to a direction perpendicular to the sea surface. Those skilled in the relevant art will recognize that the driving direction and spacing of the driving portion 130 can be freely varied depending on the object.

안테나부재(100)가 해수면으로부터 40미터 이내의 거리에 배치되는 경우, 송수신방향이 해수면에 수직한 방향을 기준으로 70도를 넘어가게 되면 안테나부재(100)와 해수면 사이의 거리가 120미터를 넘게된다. 송수신방향이 해수면에 수직한 방향을 기준으로 70도를 넘는 상태에서 안테나부재(100)와 해수면 사이의 거리가 120미터를 넘어가게 되면, 수신파(4)의 감도가 급격히 저하되고 오차가 증가한다.When the antenna member 100 is disposed at a distance of 40 meters or less from the sea surface, if the transmission / reception direction exceeds 70 degrees with respect to the direction perpendicular to the sea surface, the distance between the antenna member 100 and the sea surface exceeds 120 meters do. When the distance between the antenna member 100 and the sea surface exceeds 120 meters in a state where the direction of transmission and reception exceeds 70 degrees with respect to the direction perpendicular to the sea surface, the sensitivity of the reception wave 4 rapidly decreases and the error increases .

구동부(130)는 구동모터(도시되지 않음) 및 구동회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 별도의 구동부 없이 수작업으로 송신안테나(110) 및 수신안테나(120)의 송수신방향을 조절할 수도 있다.The driving unit 130 may include a driving motor (not shown) and a driving circuit (not shown). In another embodiment, the transmitting and receiving directions of the transmitting antenna 110 and the receiving antenna 120 may be manually adjusted without a separate driving unit.

도 4는 도 1에 도시된 송신파와 반사파를 나타내는 타이밍도이다. 도 4에서 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 주파수(frequency)를 나타낸다.4 is a timing chart showing the transmission wave and the reflected wave shown in Fig. In FIG. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 파형발생기(150)는 송신파(2)와 동일한 파형의 톱니파(S_sawtooth)를 발생시킨다. 본 실시예에서, 톱니파(S_sawtooth)는 시간에 따라 주파수가 일정하게 증가하다가 소정의 주기마다 주파수가 초기화되었다가 다시 일정하게 증가하는 파형을 의미한다.1 to 4, the waveform generator 150 generates a sawtooth S_sawtooth having the same waveform as that of the transmission wave 2. In this embodiment, the sawtooth S_sawtooth means a waveform in which the frequency is constantly increased with time, and the frequency is initialized and then increased constantly at every predetermined period.

톱니파(S_sawtooth)는 거리에 따른 도플러 주파수를 직접 측정할 수 있어서, 거리에 따른 속도정보를 제공할 수 있다. 다만 톱니파(S_sawtooth)의 경우 대표값을 선정하고 추출하는 것이 복잡한 문제점이 있다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 2차원 데이터로부터 직접 거리-도플러 이미지를 생성한다. 자세한 내용은 도 5 내지 도 15를 참조하여 후술한다.The sawtooth (S_sawtooth) can directly measure the Doppler frequency along the distance, and can provide speed information along the distance. However, in the case of sawtooth (S_sawtooth), it is complicated to select and extract representative values. To solve this problem, a distance-Doppler image is directly generated from two-dimensional data. Details will be described later with reference to Figs. 5 to 15. Fig.

분배기(160)는 파형발생기(150) 및 안테나부재(100)와 연결된다. 분배기(160)는 파형발생기(150)에서 생성된 톱니파(S_sawtooth)를 분배하여 안테나부재(100) 및 믹서(205)로 전달한다.The distributor 160 is connected to the waveform generator 150 and the antenna member 100. The distributor 160 distributes the sawtooth generated in the waveform generator 150 to the antenna member 100 and the mixer 205.

믹서(205)는 분배기(160)를 통해서 전달받은 톱니파(S_sawtooth)와 안테나부재(100)로부터 인가받은 수신파(4)를 혼합하여 1차 생성부(210)로 전달한다.The mixer 205 mixes the sawtooth S_sawtooth transmitted through the distributor 160 with the reception wave 4 received from the antenna member 100 and transmits the mixed wave to the first generation unit 210.

도 5는 도 1에 도시된 해양변위 관측용 산란계 시스템의 데이터를 나타내는 블럭도이다.5 is a block diagram showing data of a scattering system for a marine displacement observation shown in FIG.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 1차생성부(210)는 믹서(205) 및 1차분배기(220)와 연결된다. 1차생성부(210)는 믹서(205)로부터 인가받은 수신파를 이용하여 실시간 샘플링데이터(10)를 생성한다.1 to 5, the primary generation unit 210 is connected to the mixer 205 and the primary distributor 220. The first order generating unit 210 generates real-time sampling data 10 using the received wave received from the mixer 205.

본 실시예에서, 1차생성부(210)는 시간에 따라 인가받은 수신파의 도플러정보를 Ta 방향, 즉, 타임어레이 순서(array time interval; Ta)대로 배열하여 생성된다. 예를 들어, 1차생성부(210)는 도플러정보를 각 어레이마다 1252 포인트로 구분되도록 시간(t)에 따라 배열하고 이를 100개의 어레이로 조합하여 이차원 데이터 형태의 실시간 샘플링데이터(10)를 생성한다.In the present embodiment, the primary generating unit 210 is generated by arranging Doppler information of the received wave applied according to time in the Ta direction, that is, an array time interval (Ta). For example, the primary generating unit 210 arranges the Doppler information according to time t so as to be divided into 1252 points for each array, and combines them into 100 arrays to generate real-time sampling data 10 in the form of two-dimensional data do.

실시간 샘플링데이터(10)는 1차 데이터로서 1차분배기(220)로 인가된다.The real-time sampling data 10 is applied to the first-order distributor 220 as the primary data.

1차 분배기(220)는 1차생성부(210), 평균거리추출부(230), 및 2차생성부(260)에 연결된다.The primary distributor 220 is connected to the primary generating unit 210, the average distance extracting unit 230, and the secondary generating unit 260.

1차 분배기(220)는 1차생성부(210)로부터 인가받은 실시간 샘플링데이터(10)를 분배하여 평균거리추출부(230) 및 2차생성부(260)로 전달한다.The first-order distributor 220 distributes the real-time sampling data 10 received from the first-order generator 210 to the average-distance extractor 230 and the second-order generator 260.

도 6은 도 5의 평균거리를 안테나각도에 따라 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing an average distance of FIG. 5 according to an antenna angle. FIG.

평균거리추출부(230)는 1차분배기(220), 후방산란계수추출부(240), 및 거리보정부(250)에 연결된다. 평균거리추출부(230)는 실시간 샘플링데이터(10)로부터 평균거리(Ravg)를 추출한다.The average distance extracting unit 230 is connected to the first distributor 220, the back scattering number extracting unit 240, and the distance correcting unit 250. The average distance extracting unit 230 extracts the average distance Ravg from the real-time sampling data 10.

구체적으로, 평균거리추출부(230)는 실시간 샘플링데이터(10)의 각 포인트에 해당하는 어레이들의 도플러정보들을 평균하여, 전체 어레이들에 대한 평균 도플러정보(11)를 구한다. 본 실시예에서, 평균 도플러정보(11)는 시간에 따른 일차원 데이터의 형태를 갖는다. 예를 들어, 평균 도플러정보(11)는 시간에 따른 1,252포인트마다 구해진 각 포인트별 평균 도플러정보들의 일차원 데이터 일 수 있다.Specifically, the average distance extracting unit 230 averages the Doppler information of the arrays corresponding to each point of the real-time sampling data 10 to obtain the average Doppler information 11 for all the arrays. In this embodiment, the average Doppler information 11 has the form of one-dimensional data with respect to time. For example, the average Doppler information 11 may be one-dimensional data of average Doppler information for each point obtained for every 1,252 points over time.

평균거리추출부(230)는 상기 일차원 데이터에 대해 거리방향으로 푸리에변환(Fourier Transform)을 실시하여, 시간에 따른 일차원 형태의 평균거리정보(12)를 생성한다. 평균거리추출부(230)는 평균거리정보(12)에서 중간값(또는 626번째 타임포인트에 대응되는 거리값)을 추출하여 안테나부재(100)의 각도에 따른 평균거리(Rave)를 계산한다. 예를 들어, 안테나부재(100)는 0도에서 60도까지 10도 간격으로 각도가 변경되고, 각각의 각도에 따라 실시간 샘플링데이터(10), 평균 도플러정보(11), 평균거리정보(Ravg)를 추출할 수 있다. 평균거리정보(Rave)를 이용하여 각각의 각도에 따른 해발고도정보를 구할 수 있다.The average distance extracting unit 230 performs Fourier transform on the one-dimensional data in the distance direction to generate one-dimensional average distance information 12 according to time. The average distance extracting unit 230 extracts an intermediate value (or a distance value corresponding to the 626th time point) from the average distance information 12 and calculates an average distance Rave according to the angle of the antenna member 100. For example, the angle of the antenna member 100 changes from 0 to 60 degrees at intervals of 10 degrees, and the real-time sampling data 10, the average Doppler information 11, the average distance information Ravg, Can be extracted. Elevation altitude information according to each angle can be obtained using the average distance information (Rave).

평균거리추출부(230)에 의해 생성된 평균거리정보(12)는 후방산란계수추출부(240)로 인가된다.The average distance information 12 generated by the average distance extraction unit 230 is applied to the backscattering number extraction unit 240. [

도 7은 도 5의 후방산란계수(backscattering coefficients)을 나타내는 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing the backscattering coefficients of FIG. 5; FIG.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 후방산란계수추출부(240)는 평균거리추출부(230) 및 표시부(290)에 연결된다.1 to 7, the backscattering number extraction unit 240 is connected to the average distance extraction unit 230 and the display unit 290. [

후방산란계수추출부(240)는 안테나부재(100)의 각도에 따른 평균거리정보(12)를 이용하여 후방산란계수(backscattering coefficients, σ0)를 생성한다. 예를 들어, 후방산란계수는 Normalized Radar Cross-Section(NRCS)을 포함할 수 있다.The backscattering coefficient extractor 240 generates the backscattering coefficients, 0 , using the average distance information 12 according to the angle of the antenna member 100. For example, the backscatter factor may include a Normalized Radar Cross-Section (NRCS).

구체적으로, 후방산란계수추출부(240)는 평균거리정보(12)를 2차원 데이터배열에서 거리방향에 수직하는 Ta방향으로 푸리에변환을 하여 일차원 후방산란계수 데이터(14)를 구한다. 후방산란계수추출부(240)는 일차원 후방산란계수 데이터 중에서 소정의 타임포인트에 해당하는 값을 추출한다. 예를 들어, 후방산란계수추출부(240)는 안테나부재(100)의 각도에 따라 201번째(또는 401번째, 801번째 등) 타임포인트에 해당하는 값을 추출할 수 있다. 도 7을 참조하면, 안테나부재(100)의 각도에 따라 추출된 값들(σW 0)을 안테나부재(100)의 각도에 따라 도시하여 후방산란계수가 생성된다.Specifically, the backscattering number extraction unit 240 performs Fourier transform on the average distance information 12 in the direction of the Ta perpendicular to the distance direction in the two-dimensional data array to obtain the one-dimensional backscattering coefficient data 14. The backscattering coefficient extraction unit 240 extracts a value corresponding to a predetermined time point from the one-dimensional backscattering coefficient data. For example, the backscattering number extraction unit 240 may extract a value corresponding to the 201 th (or the 401 th, 801 th, etc.) time point according to the angle of the antenna member 100. Referring to FIG. 7, the backscattering factor is generated by plotting values (? W 0 ) extracted according to the angle of the antenna member 100 according to the angle of the antenna member 100.

도 8은 도 5의 비트주파수-거리 이차원데이터을 나타내는 이미지이다.8 is an image showing the bit frequency-distance two-dimensional data of Fig.

도 1 내지 5, 및 도 8을 참조하면, 2차생성부(260)는 2차분배기(220) 및 거리추출부(270)에 연결된다.Referring to FIGS. 1 to 5 and 8, the secondary generation unit 260 is connected to the secondary distributor 220 and the distance extraction unit 270.

2차 생성부(260)는 실시간 샘플링데이터(10)를 거리방향으로 푸리에변환하여 비트주파수 스팩트럼 및 거리프로파일을 함께 나타내는 비트주파수-거리 이차원데이터(16)를 생성한다. 예를 들어, 실시간 샘플링데이터(10)는 한번에 1,252개의 샘플들(예, column 방향)로 구성된 100개의 어레이들(예, row 방향)로 구성될 수 있다.The secondary generation unit 260 generates the bit-frequency-distance two-dimensional data 16 representing the bit frequency spectrum and the distance profile together by Fourier transforming the real-time sampling data 10 in the distance direction. For example, the real-time sampling data 10 may be composed of 100 arrays (e.g., row direction) composed of 1,252 samples (e.g., column direction) at a time.

2차 생성부(260)는 실시간 샘플링데이터(10)를 세로(column) 방향으로 푸리에 변환하여 비트주파수-거리 이차원데이터(16)를 생성할 수 있다.The secondary generation unit 260 may generate the bit frequency-distance two dimensional data 16 by Fourier transforming the real time sampling data 10 in the column direction.

본 실시예에서, 2차 생성부(260)는 안테나부재(100)의 각도에 따라 생성되는 비트주파수-거리 이차원데이터(16)가 조합되어 통합 비트주파수-거리 이차원데이터(16)가 생성된다.In the present embodiment, the secondary generating unit 260 combines the bit frequency-distance two dimensional data 16 generated according to the angle of the antenna member 100 to generate the integrated bit frequency-distance two dimensional data 16.

도 8에서, 왼쪽축은 시간에 따른 어레이를 나타내고, 오른쪽은 안테나부재(100)의 각도를 나타내며, 가로축은 거리(m)를 나타낸다. 예를 들어, 안테나부재(100)의 각도에 따라 100개씩의 타임 어레이가 진행되고, 거리에 따른 수신파강도를 색깔별로 표시한다.In Fig. 8, the left axis represents an array with respect to time, the right represents an angle of the antenna member 100, and the abscissa represents a distance (m). For example, 100 time arrays are progressed according to the angle of the antenna member 100, and the received wave intensity according to the distance is displayed for each color.

도 9는 도 8의 비트주파수-거리 이차원데이터(16)에 레인지 게이팅(range gating)을 적용한 이미지이다.FIG. 9 is an image obtained by applying range gating to the bit-frequency-distance two-dimensional data 16 of FIG.

도 1 내지 5, 도 8, 및 도 9를 참조하면, 2차 생성부(260)는 비트주파수-거리 이차원데이터(16)에 레인지 게이팅을 적용하여 소정거리의 신호성분만을 필터링한다. 예를 들어, 2차 생성부(260)는 이차원데이터에 레인지 게이팅을 적용하여 노이즈를 제거하고 데이터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서는 레인지 게이팅이 제시되어 있으나, 노이즈 제거 및 데이터 신뢰성을 향상시키기 위해 레인지 게이팅 외에 소정거리에 가중치를 주거나 인접데이터들을 평균하는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 5, 8, and 9, the secondary generation unit 260 applies range gating to the bit-frequency-distance two-dimensional data 16 to filter only signal components of a predetermined distance. For example, the second generation unit 260 may apply range gating to two-dimensional data to remove noise and improve data reliability. In this embodiment, although range gating is shown, various methods such as a method of weighting a predetermined distance or a method of averaging adjacent data in addition to range gating in order to improve noise reduction and data reliability can be used.

2차 생성부(260)는 레인지 게이팅이 적용된 비트주파수-거리 이차원데이터(16)에 2차원 데이터배열에서 거리방향에 수직하는 Ta방향에 대한 푸리에 변환을 실시하여 거리-도플러 이차원데이터(18)를 생성한다. 예를 들어, 2차 생성부(260)는 비트주파수-거리 이차원데이터(16)를 가로(row)방향으로 푸리에 변환을 실시하여 거리-도플러 이차원데이터(18)를 생성한다.The secondary generation unit 260 performs Fourier transform on the bit frequency-distance two-dimensional data 16 to which the range gating is applied in the direction of the Ta perpendicular to the distance direction in the two-dimensional data array to generate the distance-Doppler two-dimensional data 18 . For example, the secondary generation unit 260 performs Fourier transform on the bit-frequency-distance two-dimensional data 16 in the row direction to generate the distance-Doppler two-dimensional data 18.

2차 생성부(260)는 거리-도플러 이차원데이터(18)를 거리추출부(270) 및 상대속도추출부(280)로 전달한다. 본 실시예에서, 2차 생성부(260)는 거리-도플러 이차원데이터를 안테나부재(100)의 각도별로 분할하여 거리추출부(270) 및 상대속도추출부(280)로 전달할 수 있다.The second generation unit 260 transmits the distance-Doppler two-dimensional data 18 to the distance extraction unit 270 and the relative speed extraction unit 280. In the present embodiment, the secondary generation unit 260 may divide the distance-Doppler two-dimensional data by the angle of the antenna member 100, and may transmit the divided data to the distance extracting unit 270 and the relative speed extracting unit 280.

도 10은 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 0°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다. 도 11a는 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 10°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다. 도 10 및 도 11a에서, 가로축은 거리(range, m)를 나타내고 세로축은 도플러주파수(Doppler frequency, Hz)를 나타낸다. 도 11b는 도 11a의 거리방향에 따른 수신강도를 나타내는 그래프이다. 도 11b에서, 가로축은 거리(range, m)를 나타내고 세로축은 수신파의 세기(dB)를 나타낸다.FIG. 10 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 0 ° in the image shown in FIG. 11A is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 10 DEG in the image shown in FIG. 10 and 11A, the horizontal axis represents the distance (range, m) and the vertical axis represents the Doppler frequency (Hz). 11B is a graph showing the reception strength according to the distance direction in FIG. In FIG. 11B, the horizontal axis represents the distance (range, m) and the vertical axis represents the intensity (dB) of the received wave.

도 1 내지 5, 및 도 10 내지 도 11b를 참조하면, 거리추출부(270)는 2차생성부(260), 거리보정부(250), 및 상대속도추출부(280)에 연결된다.1 to 5, and 10 to 11B, the distance extracting unit 270 is connected to the secondary generating unit 260, the distance correcting unit 250, and the relative speed extracting unit 280. [

거리추출부(270)는 안테나부재(100)의 경사각에 따라 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터들(18)을 구분한다.The distance extracting unit 270 separates the distance-Doppler two-dimensional data 18 according to the inclination angle of the antenna member 100.

거리추출부(270)는 안테나부재(100)의 각도에 대응되는 거리-도플러 이차원데이터(18)로부터 거리값(Rg)을 추출한다.The distance extracting unit 270 extracts the distance value Rg from the distance-Doppler two-dimensional data 18 corresponding to the angle of the antenna member 100.

구체적으로, 거리추출부(270)는 안테나부재(100)의 각도에 대응되는 거리-도플러 이차원 데이터(18)의 도플러값을 거리방향(그래프의 가로축)을 따라서 추출한다. 도 11b는 안테나부재(100)의 각도가 10°인 경우 거리추출부(270)에 의해 거리방향으로 추출된 도플러값을 나타낸다.Specifically, the distance extracting unit 270 extracts the Doppler value of the distance-Doppler two-dimensional data 18 corresponding to the angle of the antenna member 100 along the distance direction (horizontal axis of the graph). 11B shows the Doppler value extracted in the distance direction by the distance extracting unit 270 when the angle of the antenna member 100 is 10 degrees.

도 11b와 같이 거리방향으로 추출된 도플러값에서 가장 높은 값을 나타내는 거리를 추출하면 해당 각도의 거리값이 된다.As shown in FIG. 11B, when the distance representing the highest value is extracted from the Doppler value extracted in the distance direction, the distance value becomes the corresponding angle.

도 11c는 도 11a의 거리에 따른 상대속도를 나타내는 그래프이다. 도 11c에서, 가로축은 도플러주파수(Doppler frequency, Hz)를 나타내고 세로축은 수신파의 세기(dB)를 나타낸다.11C is a graph showing a relative speed according to the distance in FIG. In FIG. 11C, the horizontal axis represents the Doppler frequency (Hz) and the vertical axis represents the intensity (dB) of the received wave.

상대속도추출부(280)는 2차생성부(260), 거리추출부(270) 및 출력부(290)에 연결된다. 일 실시예에서, 상대속도추출부(280)는 거리출력부(270) 및 출력부(290)에만 연결되어, 2차생성부(260)에 의해 생성된 거리-도플러 이차원데이터(18)가 거기추출부(270)를 통하여 상대속도추출부(280)에 인가될 수도 있다. 다른 실시예에서, 상대속도추출부(280)는 2차생성부(260) 및 출력부(290)에만 연결되어, 2차생성부(260)에 의해 생성된 거리-도플러 이차원데이(18)터가 상대속도추출부(280)에 직접 인가될 수도 있다.The relative velocity extracting unit 280 is connected to the secondary generating unit 260, the distance extracting unit 270, and the output unit 290. In one embodiment, the relative velocity extracting section 280 is connected only to the distance output section 270 and the output section 290 so that the distance-Doppler two-dimensional data 18 generated by the secondary generating section 260 is there And may be applied to the relative velocity extracting unit 280 through the extracting unit 270. In another embodiment, the relative velocity extractor 280 is connected only to the second-order generator 260 and the output unit 290, and receives the distance-Doppler two-dimensional data 18 generated by the second- May be directly applied to the relative speed extracting unit 280. [

상대속도추출부(280)는 안테나부재(100)의 각도에 대응되는 거리-도플러 이차원데이터(18)로부터 상대속도를 추출한다.The relative velocity extracting unit 280 extracts the relative velocity from the distance-Doppler two-dimensional data 18 corresponding to the angle of the antenna member 100.

구체적으로, 상대속도추출부(280)는 안테나부재(100)의 각도에 대응되는 거리-도플러 이차원 데이터(18)의 도플러값을 도플러방향(그래프의 세로축)을 따라서 추출한다. 도 11c는 안테나부재(100)의 10°인 경우 상대속도추출부(280)에 의해 도플러방향으로 추출된 도플러값을 나타낸다.More specifically, the relative velocity extracting unit 280 extracts the Doppler value of the distance-Doppler two-dimensional data 18 corresponding to the angle of the antenna member 100 along the Doppler direction (vertical axis of the graph). 11C shows a Doppler value extracted in the Doppler direction by the relative velocity extracting unit 280 when the antenna member 100 is 10 DEG.

도 11c와 같이 도플러방향으로 추출된 도플러값의 피크(peak)가 중간값(도 11c의 250)에서 편향된 정도가 상대속도를 나타낸다.As shown in FIG. 11C, the degree to which the peak of the Doppler value extracted in the Doppler direction is deflected at an intermediate value (250 in FIG. 11C) represents the relative speed.

본 실시예에서, 도플러값의 피크가 중간값보다 작은 경우 대상물체가 점차 멀어지는 것을 나타내고, 도플러값의 피크가 중간값보다 큰 경우 대상물체가 점차 가까워지는 것을 나타낸다.In this embodiment, when the peak of the Doppler value is smaller than the intermediate value, it means that the object gradually moves away. When the peak of the Doppler value is larger than the intermediate value, it means that the object is gradually getting closer.

상대속도를 측정하면 해수면의 유동(예, 파도)이 해양변위 관측용 산란계 시스템에 가까워지는지 멀어지는지, 강도가 얼마나 큰지 등을 측정할 수 있다.Measuring the relative velocities can measure whether the sea surface flow (eg, waves) is closer to the oceanographic displacement monitoring system, how strong the intensity is.

도 12는 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 20°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다. 도 13은 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 30°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다. 도 14는 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 40°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다. 도 15는 도 9에 도시된 이미지 중에서 안테나의 경사각이 50°인 경우의 거리-도플러(Range-Doppler) 이차원데이터를 나타내는 이미지이다.12 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 20 DEG in the image shown in FIG. FIG. 13 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 30 degrees in the image shown in FIG. 14 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data in the case where the inclination angle of the antenna is 40 DEG in the image shown in FIG. FIG. 15 is an image showing Range-Doppler two-dimensional data when the inclination angle of the antenna is 50 degrees in the image shown in FIG.

도 1 내지 5, 도 10 내지 15를 참조하면, 거리추출부(270) 및 상대속도추출부(280)는 안테나부재(100)의 각도에 따라 거리 및 상대속도를 추출한다.1 to 5 and 10 to 15, the distance extracting unit 270 and the relative speed extracting unit 280 extract the distance and the relative speed according to the angle of the antenna member 100.

거리보정부(250)는 평균거리추출부(230), 거리추출부(270), 및 출력부(290)에 연결된다.The distance corrector 250 is connected to an average distance extractor 230, a distance extractor 270, and an output unit 290.

거리보정부(250)는 평균거리추출부(230)에 의해 추출된 평균거리 및 거리추출부(270)에 의해 추출된 거리를 비교하여 거리측정의 오차를 보정한다. 예를 들어, 평균거리추출부(230)에 의해 추출되 평균거리와 거리추출부(270)에 의해 추출된 거리의 평균값을 최종거리로 정할 수 있다. 다른 실시예에서, 평균거리추출부(230)에 의해 추출되 평균거리와 거리추출부(270)에 의해 추출된 거리에 각각 소정의 가중치를 부여하여 최종거리를 정할 수도 있다.The distance corrector 250 compares the average distance extracted by the average distance extractor 230 and the distance extracted by the distance extractor 270 to correct the error of the distance measurement. For example, the average distance extracted by the average distance extracting unit 230 and the average value of the distances extracted by the distance extracting unit 270 may be determined as final distances. In another embodiment, the average distance extracted by the average distance extracting unit 230 and the distance extracted by the distance extracting unit 270 may be given predetermined weights to determine the final distance.

본 실시예에서, 거리보정부(250)는 안테나부재(100)의 각도에 따라 각각의 최종거리를 구할 수 있다.In this embodiment, the distance corrector 250 can obtain the respective final distances according to the angles of the antenna member 100.

출력부(290)는 후방산란계수추출부(240), 거리보정부(250), 및 상대속도추출부(280)에 연결된다.The output unit 290 is connected to the backscattering number extracting unit 240, the distance correcting unit 250, and the relative speed extracting unit 280.

출력부(290)는 거리보정부(250)에 의해 보정된 최종거리, 후방산란계수추출부(240)에 의해 추출된 후방산란계수, 및 상대속도추출부(280)에 의해 추출된 상대속도를 출력한다. 본 실시예에서, 출력부(290)는 안테나부재(100)의 각도에 따라 거리보정부(250)에 의해 보정된 각각의 최종거리, 후방산란계수추출부(240)에 의해 추출된 각각의 후방산란계수, 및 상대속도추출부(280)에 의해 추출된 각각의 상대속도를 출력할 수 있다.The output unit 290 outputs the final distance corrected by the distance correcting unit 250, the back scattering number extracted by the backward scattering number extracting unit 240, and the relative speed extracted by the relative speed extracting unit 280 Output. In this embodiment, the output unit 290 outputs the respective final distances corrected by the distance correction unit 250 according to the angle of the antenna member 100, the respective rear distances extracted by the rear scattering coefficient number extraction unit 240, The scattering coefficient, and the relative velocity extracted by the relative velocity extracting unit 280, respectively.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 블럭도이다. 본 실시예에서, 후방산란계수추출부를 제외한 나머지 구성요소들은 도 1 내지 도 15에 도시된 실시예와 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략한다.16 is a block diagram illustrating a scatterometer system for observing a marine displacement according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the remaining components except for the rear scattering coefficient number extracting unit are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 15, so that a duplicated description of the same components will be omitted.

도 16을 참조하면, 해양변위 관측용 산란계 시스템은 안테나부재(100), 파형발생기(150), 분배기(160), 믹서(205), 1차생성부(210), 1차분배기(220), 평균거리추출부(230), 후방산란계수추출부(245), 거리보정부(250), 2차생성부(260), 거리추출부(270), 상대속도추출부(280), 및 표시부(290)를 포함한다.16, a scatterometer system for observing a marine displacement includes an antenna member 100, a waveform generator 150, a distributor 160, a mixer 205, a first generation unit 210, a first distributor 220, A distance calculating unit 260, a distance extracting unit 270, a relative speed extracting unit 280, and a display unit 260. The average distance extracting unit 230, the backscattering number extracting unit 245, the distance correcting unit 250, 290).

후방산란계수추출부(245)는 거리보정부(250) 및 출력부(290)에 연결된다.The backscattering coefficient extraction unit 245 is connected to the distance correction unit 250 and the output unit 290.

후방산란계수추출부(245)는 거리보정부(250)에 의해 보정된 최종거리를 안테나부재(100)의 각도에 따라 매칭시켜서 보정된 후방산란계수를 생성한다. 예를 들어, 보정된 후방산란계수는 최종거리와 각도에 의해 도시되는 그래프일 수 있다.The backscattering number extraction unit 245 generates the corrected backscattering number by matching the final distance corrected by the distance correction unit 250 according to the angle of the antenna member 100. For example, the corrected back scattering number may be a graph shown by the final distance and angle.

구체적으로, 후방산란계수추출부(245)는 거리보정부(250)로부터 출력된 각도별 최종거리를 2차원 데이터배열에서 거리방향에 수직하는 Ta방향으로 푸리에변환을 하여 일차원 후방산란계수 데이터를 구한다. 후방산란계수추출부(245)는 일차원 후방산란계수 데이터 중에서 소정의 타임포인트에 해당하는 값을 추출한다. 예를 들어, 후방산란계수추출부(245)는 안테나부재(100)의 각도에 따라 201번째(또는 401번째, 801번째 등) 타임포인트에 해당하는 값을 추출할 수 있다. 안테나부재(100)의 각도에 따라 추출된 값들을 안테나부재(100)의 각도에 따라 도시하여 보정된 후방산란계수가 생성된다.Specifically, the backscattering number extractor 245 performs Fourier transform on the final distance of each angle output from the distance corrector 250 in the direction of Ta in the two-dimensional data array perpendicular to the distance direction to obtain one-dimensional backscattering coefficient data . The backscattering number extractor 245 extracts a value corresponding to a predetermined time point from the one-dimensional backscattering factor data. For example, the backscattering number extraction unit 245 may extract a value corresponding to the 201 th (or the 401 th, 801 th, etc.) time point according to the angle of the antenna member 100. The corrected values of the backscattering factor are generated by plotting the values extracted according to the angles of the antenna member 100 according to the angles of the antenna member 100. [

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 후방산란계수추출부(245)가 거리보정부(250)에 의해 보정된 최종거리를 이용하여 보정된 후방산란계수를 생성하므로, 후방산란계수의 정확도가 향상된다.According to the present embodiment as described above, since the backward scattering coefficient extraction unit 245 generates the corrected back scattering coefficient using the final distance corrected by the distance correction unit 250, the accuracy of the back scattering coefficient is improved .

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 해양변위 관측용 산란계 시스템을 나타내는 블럭도이다. 본 실시예에서, 2차생성부, 거리추출부, 및 상대속도추출부를 제외한 나머지 구성요소들은 도 1 내지 도 15에 도시된 실시예와 동일하므로, 동일한 구성요소들에 대한 중복되는 설명은 생략한다.17 is a block diagram illustrating a scattering system for observing a marine displacement according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the remaining components except for the secondary generating unit, the distance extracting unit, and the relative speed extracting unit are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 15, .

도 17을 참조하면, 해양변위 관측용 산란계 시스템은 안테나부재(100), 파형발생기(150), 분배기(160), 믹서(205), 1차생성부(210), 1차분배기(220), 평균거리추출부(230), 후방산란계수추출부(240), 거리보정부(250), 2차생성부(265), 거리추출부(275), 상대속도추출부(285), 및 표시부(290)를 포함한다.17, a scatterometer system for observing a marine displacement includes an antenna member 100, a waveform generator 150, a distributor 160, a mixer 205, a first generation unit 210, a first distributor 220, The distance detector 230, the backscattering number extractor 240, the distance corrector 250, the secondary generator 265, the distance extractor 275, the relative speed extractor 285, 290).

2차생성부(265)는 2차분배기(220), 거리추출부(275), 및 상대속도추출부(285)에 연결된다. 본 실시예에서, 2차생성부(265)는 거리추출부(275) 및 상대속도추출부(285)에 직접 연결된다. 본 실시예에서, 2차생성부(265)는 거리-도플러 이차원데이터를 거리추출부(275) 및 상대속도추출부(285)에 동시에 인가한다.The secondary generation unit 265 is connected to the secondary distributor 220, the distance extraction unit 275, and the relative speed extraction unit 285. In this embodiment, the secondary generation unit 265 is directly connected to the distance extraction unit 275 and the relative velocity extraction unit 285. In this embodiment, the secondary generation unit 265 simultaneously applies the distance-Doppler two-dimensional data to the distance extraction unit 275 and the relative speed extraction unit 285.

거리추출부(275)는 2차생성부(265) 및 거리보정부(250)에 연결된다.The distance extracting unit 275 is connected to the secondary generating unit 265 and the distance correcting unit 250.

상대속도추출부(285)는 2차생성부(265) 및 출력부(290)에 연결된다. 본 실시예에서, 상대속도추출부(285)는 2차생성부(265)로부터 거리-도플러 이차원데이터를 직접 인가받는다.The relative speed extracting unit 285 is connected to the secondary generating unit 265 and the output unit 290. In this embodiment, the relative velocity extracting section 285 directly receives distance-Doppler two-dimensional data from the secondary generating section 265. [

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 거리-도플러 이차원데이터가 거리추출부(275) 및 상대속도추출부(285)에 동시에 인가되어, 실시간으로 거리 및 상대속도를 추출할 수 있다.According to this embodiment, the distance-Doppler two-dimensional data can be simultaneously applied to the distance extracting unit 275 and the relative speed extracting unit 285, so that the distance and the relative speed can be extracted in real time.

상기와 같은 본 발명에 따르면, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)에 기반하여 거리-도플러 이차원 데이터를 제공할 수 있다. 따라서 거리나 후방산란계수와 상대속도가 2차원적으로 결합된 통합시그널이 출력된다.According to the present invention as described above, distance-Doppler two-dimensional data can be provided based on a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW). Therefore, an integrated signal in which the distance and the back scattering coefficient and the relative velocity are combined two-dimensionally is output.

평균거리추출부 및 거리추출부를 별도로 구비하여 해양변위 관측용 산란계 시스템에 의해 측정된 거리를 교차검증하고, 거리보정부에 의해 거리측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.An average distance extracting unit and a distance extracting unit are provided separately to cross-verify the distance measured by the scattering system for observing the ocean displacement, and the accuracy of the distance measurement can be improved by the distance corrector.

상대속도추출부를 통하여 안테나부재의 각도에 따른 상대속도를 추출하여, 해상, 기상, 조류 등 유동성이 높은 대상의 움직임을 동시에 측정할 수 있다.The relative velocity extracting unit extracts the relative velocity according to the angle of the antenna member, and simultaneously measures the motion of the object having high fluidity such as sea, weather, and algae.

또한 후방산란계수추출부가 거리보정부에 의해 보정된 최종거리를 이용하여 보정된 후방산란계수를 생성하므로, 후방산란계수의 정확도가 향상된다.Also, the accuracy of the backscattering coefficient is improved because the backscattering coefficient extracting unit generates the corrected backscattering coefficient using the final distance corrected by the distance corrector.

또한 거리-도플러 이차원데이터가 거리추출부 및 상대속도추출부에 동시에 인가되어, 실시간으로 거리 및 상대속도를 추출할 수 있다.Also, the distance-Doppler two-dimensional data is simultaneously applied to the distance extracting unit and the relative speed extracting unit so that the distance and the relative speed can be extracted in real time.

본 발명은 해양탐사, 원격탐사, 인공위성탐사, 항공기탐사, 부유실험장치를 이용한 탐사, 조류탐사, 기상탐사 등의 용도로 사용될 수 있는 산업상 이용가능성을 갖는다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has industrial applicability that can be used for applications such as marine exploration, remote exploration, satellite exploration, aircraft exploration, floating exploration device exploration, algae exploration, and weather exploration.

이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the following claims It can be understood that.

10 : 실시간 샘플링데이터 11 : 평균 도플러정보
12 : 평균거리정보 14 : 후방산란계수 데이터
16 : 비트주파수-거리 이차원데이터 18 : 거리-도플러 이차원데이터
100 : 안테나부재 110 : 송신안테나
120 : 수신안테나 130 : 구동부
150 : 파형발생기 160 : 분배기
205 : 믹서 210 : 1차생성부
220 : 1차분배기 230 : 평균거리추출부
240, 245 : 후방산란계수추출부 250 : 거리보정부
260, 265 : 2차생성부 270, 275 : 거리추출부
280, 285 : 상대속도추출부 290 : 출력부10: real-time sampling data 11: average Doppler information
12: average distance information 14: rear scattering coefficient data
16: bit frequency-distance two dimensional data 18: distance-Doppler two dimensional data
100: Antenna member 110: Transmission antenna
120: Receive antenna 130:
150: Waveform generator 160: Dispenser
205: mixer 210: primary generating unit
220: Primary distributor 230: Average distance extracting unit
240, 245: rear scattering coefficient water extraction unit 250: distance correction unit
260, 265: Secondary generation unit 270, 275: Distance extraction unit
280, 285: Relative velocity extracting section 290: Output section

Claims (8)

시간에 따라 주파수가 일정하게 증가하다가 소정의 주기마다 주파수가 초기화되는 톱니파를 발생시키는 파형발생기;
상기 파형발생기로부터 생성된 상기 톱니파를 송신파로 송신하고, 상기 송신파가 대상물체로부터 반사되어 생성되는 수신파를 수신하는 안테나부재;
상기 수신파를 시간에 따라 인가받아 상기 수신파의 도플러정보를 타임어레이 순서에 따라 배열하여 이차원 데이터 형태의 실시간 샘플링데이터를 생성하는 1차생성부;
상기 1차생성부로부터 상기 실시간 샘플링데이터를 인가받고, 상기 실시간 샘플링데이터의 상기 도플러정보들을 평균하여 평균 도플러정보를 생성하며, 상기 평균 도플러정보에 거리방향 푸리에변환 및 상기 평균 도플러정보의 2차원 데이터배열에서 상기 거리방향에 수직하는 Ta방향으로 푸리에 변환을 실시하여 후방산란계수(backscattering coefficients)를 추출하는 후방산란계수추출부;
상기 실시간 샘플링데이터를 거리방향으로 푸리에변환하여 비트주파수 스팩트럼 및 거리프로파일을 함께 나타내는 비트주파수-거리 이차원데이터를 생성하고, 상기 비트주파수-거리 이차원데이터에 거리방향 푸리에변환 및 상기 비트주파수-거리 이차원데이터에서 상기 거리방향에 수직하는 Ta방향 푸리에 변환을 실시하여 거리-도플러 이차원데이터를 생성하는 2차생성부;
상기 2차생성부로부터 상기 거리-도플러 이차원데이터를 인가받고, 상기 거리-도플러 이차원데이터로부터 상기 대상물체의 거리를 추출하는 거리추출부;
상기 2차생성부로부터 상기 거리-도플러 이차원데이터를 인가받고, 상기 거리-도플러 이차원데이터로부터 상기 대상물체의 상대속도를 추출하는 상대속도추출부; 및
상기 후방산란계수추출부로부터 상기 후방산란계수를 인가받고, 상기 거리추출부로부터 상기 거리를 인가받고, 상기 상대속도추출부로부터 상기 상대속도를 인가받아, 상기 후방산란계수, 상기 거리, 및 상기 상대속도를 표시하는 표시부를 포함하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.A waveform generator for generating a sawtooth wave whose frequency is constantly increased with time and whose frequency is initialized every predetermined period;
An antenna member which transmits the sawtooth wave generated from the waveform generator to a transmission wave and receives the reception wave generated by reflecting the transmission wave from the object;
A first generation unit receiving the reception wave over time and arranging Doppler information of the reception wave according to a time array order to generate real-time sampling data of a two-dimensional data form;
Wherein the real-time sampling data is received from the first generation unit, the average Doppler information is generated by averaging the Doppler information of the real-time sampling data, and the average Doppler information is subjected to a distance- A back scattering coefficient number extracting unit for extracting backscattering coefficients by performing Fourier transform in the Ta direction perpendicular to the distance direction in the array;
And generating a bit frequency-distance two-dimensional data in which the real-time sampling data is Fourier-transformed in the direction of the distance to indicate a bit frequency spectrum and a distance profile together, Doppler two-dimensional data by performing Fourier transform in the direction of Ta perpendicular to the distance direction;
A distance extraction unit receiving the distance-Doppler two-dimensional data from the secondary generation unit and extracting the distance of the object from the distance-Doppler two-dimensional data;
A relative velocity extracting unit receiving the distance-Doppler two-dimensional data from the secondary generating unit and extracting a relative velocity of the object from the distance-Doppler two-dimensional data; And
Wherein the backscattering coefficient is received from the backscattering coefficient extraction unit, the distance is received from the distance extraction unit, the relative velocity is received from the relative velocity extraction unit, and the backscattering coefficient, the distance, And a display unit for displaying the velocity. 제1항에 있어서, 상기 거리추출부는 상기 거리-도플러 이차원 데이터의 도플러값을 거리방향을 따라서 추출하고, 상기 거리방향으로 추출된 도플러값에서 가장 높은 값을 상기 대상물체의 거리로 추출하는 것을 특징으로 하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.The apparatus according to claim 1, wherein the distance extracting unit extracts the Doppler value of the distance-Doppler two-dimensional data along the distance direction and extracts the highest value from the Doppler value extracted in the distance direction as the distance of the object A scattering system for observing oceanic displacements. 제1항에 있어서, 상기 상대속도추출부는 상기 거리-도플러 이차원 데이터의 도플러값을 도플러방향을 따라서 추출하고, 상기 도플러방향으로 추출된 도플러값과 상기 거리-도플러 이차원 데이터의 중간값을 비교하여 상기 상대속도를 추출하는 것을 특징으로 하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.2. The method of claim 1, wherein the relative velocity extracting unit extracts the Doppler value of the distance-Doppler two-dimensional data according to a Doppler direction, compares the Doppler value extracted in the Doppler direction with an intermediate value of the distance-Doppler two- And the relative velocity is extracted. 제1항에 있어서, 상기 안테나부재는,
상기 송신파로 송신하는 송신안테나;
상기 수신파를 수신하는 수신안테나; 및
상기 송신안테나 및 상기 수신안테나에 연결되어 상기 송신안테나 및 상기 수신안테나의 송수신방향을 제어하는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.The antenna device according to claim 1,
A transmission antenna for transmitting to the transmission wave;
A receiving antenna for receiving the receiving wave; And
And a driving unit connected to the transmitting antenna and the receiving antenna to control a transmitting and receiving direction of the transmitting antenna and the receiving antenna. 제4항에 있어서, 상기 구동부는 상기 송신안테나 및 상기 수신안테나의 상기 송수신방향을 해수면에 수직한 방향을 기준으로 0도부터 60도까지 10도간격으로 변경시키는 것을 특징으로 하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.5. The method according to claim 4, wherein the driving unit changes the transmitting and receiving directions of the transmitting antenna and the receiving antenna to 10 degrees from 0 to 60 degrees with respect to a direction perpendicular to the sea surface. system. 제1항에 있어서, 상기 1차생성부로부터 상기 실시간 샘플링데이터를 인가받아 상기 대상물체의 평균거리정보를 추출하는 평균거리추출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.2. The scatterometer system according to claim 1, further comprising an average distance extracting unit that receives the real-time sampling data from the primary generating unit and extracts average distance information of the object. 제6항에 있어서, 상기 평균거리추출부는 상기 1차생성부로부터 상기 실시간 샘플링데이터를 인가받고, 상기 실시간 샘플링데이터의 상기 도플러정보들을 평균하여 상기 평균 도플러정보를 생성하며, 상기 평균 도플러정보를 상기 거리방향으로 푸리에변환하여 일차원 형태의 상기 평균거리정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.7. The apparatus of claim 6, wherein the average distance extracting unit receives the real-time sampling data from the primary generating unit, generates the average Doppler information by averaging the Doppler information of the real-time sampling data, And the average distance information in a one-dimensional form is generated by Fourier transforming in the direction of the distance. 제6항에 있어서, 상기 거리추출부로부터 상기 거리를 인가받고, 상기 평균거리추출부로부터 상기 평균거리정보를 인가받아 거리측정의 오차를 보정하는 거리보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양변위 관측용 산란계 시스템.The apparatus according to claim 6, further comprising a distance corrector receiving the distance from the distance extractor and receiving the average distance information from the average distance extractor to correct an error of the distance measurement, Dragon laying system.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101957182B1 (en) * 2018-10-31 2019-03-14 (주)에스이티시스템 Ocean wave measuring system using circular array antenna
KR102258202B1 (en) * 2020-02-28 2021-05-28 서울대학교산학협력단 Apparatus for generating pseudo-sea surface model for image decoding apparatus based on airborn
KR20230007753A (en) 2021-07-06 2023-01-13 서울대학교산학협력단 Image decoding apparatus for sea surface based on airborn and method of decoding image using the same
KR20230151846A (en) 2022-04-26 2023-11-02 서울대학교산학협력단 Scatterometer system for ocean parameters monitoring using detected variable distance
WO2024006127A3 (en) * 2022-06-24 2024-02-22 HG Partners, LLC Continuous-wave radar system for detecting ferrous and non-ferrous metals in saltwater environments
US12007471B2 (en) 2023-05-23 2024-06-11 HG Partners, LLC Continuous-wave radar system for detecting ferrous and non-ferrous metals in saltwater environments

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125591A (en) 2002-10-02 2004-04-22 Mitsubishi Electric Corp On-vehicle pulse radar device
JP2009300207A (en) 2008-06-12 2009-12-24 Nagano Japan Radio Co Ocean radar station and device for ocean radar observation
KR101531906B1 (en) 2013-10-17 2015-06-29 한국해양과학기술원 Apparatus and method for measuring maritime information using radar

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125591A (en) 2002-10-02 2004-04-22 Mitsubishi Electric Corp On-vehicle pulse radar device
JP2009300207A (en) 2008-06-12 2009-12-24 Nagano Japan Radio Co Ocean radar station and device for ocean radar observation
KR101531906B1 (en) 2013-10-17 2015-06-29 한국해양과학기술원 Apparatus and method for measuring maritime information using radar

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101957182B1 (en) * 2018-10-31 2019-03-14 (주)에스이티시스템 Ocean wave measuring system using circular array antenna
KR102258202B1 (en) * 2020-02-28 2021-05-28 서울대학교산학협력단 Apparatus for generating pseudo-sea surface model for image decoding apparatus based on airborn
KR20230007753A (en) 2021-07-06 2023-01-13 서울대학교산학협력단 Image decoding apparatus for sea surface based on airborn and method of decoding image using the same
KR102515566B1 (en) 2021-07-06 2023-03-29 서울대학교산학협력단 Image decoding apparatus for sea surface based on airborn and method of decoding image using the same
KR20230151846A (en) 2022-04-26 2023-11-02 서울대학교산학협력단 Scatterometer system for ocean parameters monitoring using detected variable distance
WO2024006127A3 (en) * 2022-06-24 2024-02-22 HG Partners, LLC Continuous-wave radar system for detecting ferrous and non-ferrous metals in saltwater environments
US12007471B2 (en) 2023-05-23 2024-06-11 HG Partners, LLC Continuous-wave radar system for detecting ferrous and non-ferrous metals in saltwater environments

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