강우 환경 변동성을 반영한 레이다 성능 평가 지표 제안 및 활용 방안

박명훈¹^{, *} ; 김정² ; 고진용² ; 이성균² ; 장재덕²

1LIG넥스원 해양연구소 선임연구원
2LIG넥스원 해양연구소 수석연구원

Weather Sensitivity Index (WSI) for Radar Performance Evaluation under Rainfall Variability

Myunghoon Park¹^{, *} ; Jeong Kim² ; Jinyong Go² ; Sungkyun Lee² ; Jaedeok Jang²

1Research engineer, Maritime R&D Center, LIG Nex1
2Chief research engineer, Maritime R&D Center, LIG Nex1

Correspondence to: *Myunghoon Park Maritime R&D Center, LIG Nex1 333 Pangyo-ro, Bundang-gu, Seongnam-si, Gyeonggi-do, 13488, Republic of Korea Tel: +82-31-5179-7267 Fax: +82-31-5179-7086 E-mail: myunghoon.park2@lignex1.com

초록

본 연구는 강우 환경의 변동성이 레이다 탐지 성능에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고, 이를 종합적으로 표현할 수 있는 새로운 지표를 제안한다. 강우율에 따른 감쇠 손실을 기반으로 신호대잡음비와 탐지 확률을 계산하고, 이를 탐지 가능 거리 분포로 변환하였다. 이어서 임무 수행 관점에서 보장 탐지 거리, 보장 탐지 확률, 성능 강건성을 통합적으로 고려하여 기상 민감도 지수(Weather Sensitivity Index, WSI)를 정의하였다. 제안된 분석 절차는 다양한 강우 환경에서 레이다 운용 신뢰도를 직관적으로 제시할 수 있으며, 설계 및 운용 단계에서 환경 영향을 고려한 의사결정을 지원한다. 시뮬레이션 결과, 강우율 분포가 반영됨에 따라 탐지 성능이 큰 폭으로 변동함을 확인하였으며, WSI를 통해 이러한 변동성을 단일 수치로 요약할 수 있음을 보였다.

Abstract

Radar performance is highly sensitive to rainfall, which induces signal attenuation and results in variability in detection capability. In this study, a Weather Sensitivity Index (WSI) is proposed as a quantitative measure to assess radar robustness under rainfall-induced variability. Instead of relying on deterministic values, rainfall distributions were applied to account for statistical fluctuations in signal-to-noise ratio, detection probability, and guaranteed detection range. The WSI was then formulated by integrating these performance measures into a single representative index. Simulation results show that even moderate rainfall variability can cause noticeable degradation in mission effectiveness, and the proposed index successfully captures these effects in a compact and interpretable form.

Keywords:

Rain Attenuation, Radar Performance Variation, Rainfall Variability, Weather Sensitivity Index, Radar Modeling and Simulation

키워드:

강우 감쇠, 레이다 성능 변화, 강우 변동성, 기상 민감도 지수, 레이다 M&S

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