The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Development of a Microwave Radiometer for Remote Sensing of Oil Spills on the Water Surface

수면 기름 유출 원격 탐사용 마이크로파 라디오미터의 개발

  • Son, Hong-Min (Department of Radio Mobile Communications Engineering, Honam University) ;
  • Park, Jin-Woo (Department of Radio Mobile Communications Engineering, Honam University)
  • 손홍민 (호남대학교 전파이동통신공학과) ;
  • 박진우 (호남대학교 전파이동통신공학과)
  • Published : 2011.09.30
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Abstract

In this paper, we propose a microwave radiometer for remote sensing of oil spills on the water surface. In order to achieve the development aim of the measurement accuracy within 0.2 mm for oil slicks of 0~4 mm thickness, the requirements of the microwave radiometer and the specifications of its receiver are drawn. From these requirements and specifications, the receiver with high gain, high sensitivity is designed and implemented. The receiver has the bandwidth of 58 MHz, the system gain of 47.3 dB and the sensitivity of 0.46 K at 10.65 GHz. The processes of design and implementation of the receiver are described in this paper. The effectiveness of the proposed microwave radiometer in the measurement of oil slicks is demonstrated experimentally. The results show the microwave radiometer can detect the oil slicks for 0~5 mm thickness within the accuracy of 0.13 mm successfully.

본 논문은 수면의 기름 유출 유무, 유출된 기름의 분포 및 확산에 관한 정보를 실시간 원격으로 수집할 수있는 마이크로파 라디오미터의 개발에 관한 연구 내용을 기술한다. 먼저 수면에 유출된 두께 0~4 mm 범위의 기름층을 0.2 mm 이내의 오차로 원격 측정이 가능한 마이크로파 라디오미터의 개발 목표 성능을 달성하기 위해 요구되는 목표 사양을 도출하였으며, 이를 토대로 라디오미터 수신기를 설계하였다. 설계된 수신기의 시스템 이득과 잡음 지수의 budget 분석을 통해 설계의 적절성을 점검하였으며, 이 결과를 활용하여 수신 주파수 10.65 GHz, 대역폭 58 MHz로 47.3 dB의 시스템 이득과 0.46 K 이내의 수신 감도를 갖는 고이득, 고감도 수신기를 제작하였다. 제작된 수신기와 표준 혼 안테나로 구성된 마이크로파 라디오미터로 실제 수면 유막을 대상으로 실험한 결과, 0.13 mm 이내의 오차로 0~5 mm 범위의 유막 두께를 측정하는데 성공하여 목표 성능이 만족함을 검증하였다.

Keywords

References

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