Development and Field Test of the NEXTSat-2 Synthetic Aperture Radar (SAR) Antenna Onboard Vehicle

차세대소형위성 2호 영상 레이다 안테나 개발 및 차량 탑재 시험

Based on the requirements of a total weight of 42 kg or less, the NEXTSat-2 SAR (synthetic aperture radar) system was developed. As the NEXTSat-2 is a small-sized satellite, the SAR system was designed to account for about 40% of the dry mass of the payload relative to the total mass. Among the major components of the SAR system - which are an antenna, an RF transceiver, a baseband signal processor, and a power unit - a part with a particularly large dry mass is the antenna, the core of the SAR system. Whereas various selections are possible in consideration of gain and efficiency when designing the antenna, the micro-strip patch array antenna was adopted by reflecting the dry mass, power, and resolution required by the NEXTSat-2 project. In order to meet the mission requirement of the NEXTSat-2, the antenna was developed with a frequency of 9.65 GHz, a gain of 42.7 dBi, and a return loss of -15 dB. The performance of the antenna was verified by conducting a field test onboard the vehicle.

본 논문에서는 총 무게 42 kg 이내의 요구사항을 토대로 차세대소형위성 2호 영상 레이다 시스템을 개발한 결과를 보고한다. 차세대소형위성 2호는 소형급 인공위성으로, 탑재체의 무게 비중이 전체 무게 대비 약 40% 정도를 차지하도록 설계하였다. 영상 레이다 시스템은 안테나, RF송수신기, 기저대역 신호처리기, 전력부 등으로 구성되며, 이 중에서 특히 무게 비중이 큰 부품은 영상 레이다의 핵심인 안테나이다. 안테나 설계시 이득, 효율 등을 고려한 다양한 선택이 가능하지만, 차세대소형위성 2호 사업에서 요구하는 무게, 전력 및 해상도 등을 반영하여 Micro-strip Patch Array 안테나를 채택하여 설계하였다. 차세대소형위성 2호의 임무 요구 조건에 부합하도록 안테나의 주파수는 9.65 GHz, 이득은 42.7 dBi 그리고 반사손실은 -15 dB로 규정하여 개발하였으며, 차량에 탑재한 현장시험을 통하여 요구 성능의 충족 여부를 검증하였다.