부방사부 오염(Side Lobe Contamination)

원격탐사 원격탐사

-부방사부 오염은 주방사부에서 벗어난 -부방사부로부터 돌아온 수신신호의 결과이다. 주방사부안에서 송신된 전력은 부방사부 송신전력보다 훨씬 더 크다. 목표물로부터 기상레이더의 가장 강한 부방사부는 주방사부로부터 오는 전력보다 보통 ~30dB 낮은 신호를 수신한다. 따라서, 주방사부와 부 방사부 둘 다 강수지역을 관측할 때, 부방사부로부터 되돌아오는 전력은 무시할 수 있다.

그러나 강한 기온 역전층이 존재(과대굴절 조건)할 때 낮은 고도각을 관측 하면 부방사부오염에 의하여 이상전파에코가 관측된다.

대부분의 부방사부 오염은 가까운 거리의 강한 대류에 의해 발생하는 경향 이 있다. 만약 반사도 경도가 충분히 크면, 주방사부는 청천을 관측하는 반 면, 부방사부는 뇌우를 관측한다(그림 3.11). 이 경우, 낮은 반사도가 주방 사부와 일치하는 방위각 방향에서 나타난다. 부방사부 오염는 안테나가 시 계방향으로 회전하는 경우 시계방향으로 낮은 반사도가 퍼져(Smearing)서 나타난다.

그림 3.11의 레이더 영상은 레이더가 강수의 북동쪽에 위치하고 시계반향 으로 안테나를 회전하는 경우이다. 부방사부에 의한 오염이 강수에코에서 안테나가 돌아가는 방향(시계방향)에 나타난다.

기상레이더의 빔 패턴을 고려하면 부방사부 오염은 주방사부에서 5~10°

벗어난 방사부로부터 발생할 것이다. 그러므로, 부방사부 오염은 적어도 5°

방위각에서 10dBZ radial^-1 의 반사도 경도가 존재하여야 발생할 수 있다.

그림 3.11에서는 부방사부에 의한 오염 뿐만 아니라 다중산란에 의한 산란 스파이크(우박쐐기) 또는 불꽃에코(Flare Echo)를 나타낸다.

이러한 불꽃에코는 그림 3.12에서와 같이 우박과 지표면으로부터 다중 반 사를 통하여 되돌아오는 경로가 길어지기 때문이다. 신호가 돌아 올 때까 지 걸리는 추가시간으로 인하여 레이더에서 더 먼 거리에 있는 에코처럼 해석되고, 강한 에코에서부터 멀어지면서 확장하는 시선방향의 쐐기처럼 나타난다.

[그림 3.12]불꽃에코가 발생하는 모식도

원격탐사 원격탐사

-부방사부 오염에 의한 다른 효과로는 강한 뇌우의 꼭대기에서 관측되는 쐐 기모양의 에코이다. 그림 3.13은 멀리 있는 적란운에 대한 관측 예를 보여 준다(주빔이 실제 에코 꼭대기 위를 통과한다).

그러나 부방사부에서 송신된 파워가 구름 속의 우박 기둥과 부딪치게 되면, 결과적으로 생성된 에코가 레이더의 주빔에 의한 에코로 해석될 수 있다.

따라서 주빔 고도까지 ‘쐐기(Spike)’처럼 보이고, 실제 에코 탑 위치를 과 대 추정할 것이다.

[그림 3.13]주빔은 구름 꼭대기 위를 지나고 부방사부는 우박 기둥에 의해 반사됨.

구름의 실제 높이는 T이지만 관측은 T'로 됨

기상 레이더에서는 표준 대기를 가정하고 레이더 빔의 중앙선 높이를 계산 한다. 만약 대기가 표준 굴절 조건으로부터 벗어나면, 레이더 빔 또한 가정 된 일반적인 전파 경로로부터 벗어난다. 즉, 다른 매질을 통과하는 빛처럼 레이더 빔이 굴절 되거나 휘어 과소굴절 또는 과대굴절이 일어날 수 있다.

그림 3.14는 다양한 빔 전파 경로들을 나타낸다. 그림 3.15는 표준 대기 조 건에서 거리에 따른 빔의 중앙선 높이를 나타낸다.