• 우주기술과 응용
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• 제1권3호
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• pp.302-318
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• 2021

지구접근 소행성을 목적지로 하는 우주탐사선의 발사 시기를 결정하는 방법에 대하여 기본적인 연구를 수행하였다. 향후, 지구 궤도에 접근하는 소행성을 대상으로 하는 탐사선 임무가 국내에서 진행될 경우에 발사시기를 결정하기 위해서는 전역최적화(global optimization)기법을 적용하여 적절한 해를 구하여야 한다. 이를 위해서는 먼저 각 소행성들의 정확한 궤도 정보가 필요하고. 지구의 공전궤도 정보, 탐사선의 주엔진 성능 정보, 중력보조 기동의 횟수, 최대 비행시간 제한 등의 사전 시나리오가 논의되어야 한다. 또한 최적화의 기준이 우선 결정되어야 한다. 본 논고에서는 이러한 전제 조건과 정보를 바탕으로 PyKEP, EMTG(Evolutionary Mission Trajectory Generator) 등의 오픈소스 경로탐색 프로그램을 사용하여 소행성 탐사선의 발사 시기를 찾는 방안을 연구하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.9-14
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• 2022

종래 유도탄의 경우 대부분 유도탄의 전방부에 GPS (Global Positioning System) 안테나가 장착되는 경우가 많아 종말 유도단계에서 수직 낙하하는 유도탄의 경우 GPS 안테나가 전방부에 위치하면 동체에 의한 위성 신호 가림 현상이 생겨 GPS 성능이 떨어진다. 본 논문에서는 위성 신호에 대한 가시영역을 최대로 확보하기 위해 GPS 안테나를 유도탄의 후방 부에 기울임을 주어 배치하였으며 배열안테나의 패치를 기울여 설계하는 것을 제안하였다. 제안된 안테나 배치 형상에 대하여 GPS 신호의 신호 수신 범위를 분석하기 위해 LOS (Line Of Sight) 관점에서 가시영역을 분석하였고 실제 무반향 챔버에서 수신 신호 세기 측정을 통해 위성 신호의 유효 수신영역을 분석하였다. 또한 야외시험과 비행시험을 통해서 위성 신호의 음영지역이 줄어드는 것을 확인함으로써 GPS 안테나가 유도탄의 후방에 배치되었을 때 얻을 수 있는 장점을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권10호
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• pp.709-716
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• 2022

본 논문에서는 IUS (Inertial Upper Stage)에 사용된 Gamma 유도 방식을 상단이 고체모터로 구성된 위성발사체 유도를 위해 적용해 보았다. 알고리듬의 수렴성 및 고체모터의 속도 오차 보상을 위해 RCS(Reaction Control System)가 최상단 연소 종료 후 작동하는 것으로 두었다. 알고리듬 계산 과정 중 최종 궤도 투입 오차 예측을 위한 적분과정을 Keplerian 궤적으로 단순화함으로써 수치 적분과정이 없도록 알고리듬을 구성하였다. 유도 알고리듬 평가를 위해 비공칭 비행 조건에 대한 3-DOF 컴퓨터 시뮬레이션을 수행해 주어진 상단 유도 방식은 개루프 명령을 적용한 경우 대비 궤도 투입 오차를 줄일 수 있음을 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.374-381
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• 2023

본 연구는 기존 UAM에서 주로 사용하는GNSS 항법과 협동 운용할 수 있도록 지상기반 C밴드 주파수(5.03~5.15GHz)를 이용한 전파항법 VOR/DME 구현에 관한 것이다. 이것은 항공우주를 감독하는 미연방항공국 규칙 Title 14 CFR- Aeronautics and Space 135.165에서 제시한 '2개 이상의 독립적인 항법소스를 비행체에 적용' 규정사항을 충분히 만족할 수 있는 항법기술 중 하나이다. 본 연구에서는 무인항공기용 주파수 5.03~5.15 GHz를 사용하였으며, 무인항공기에서 도착 버티포트까지의 방위각과 거리정보를 획득에 필요한 VOR/DME 시스템 구현을 수행하였다. 이를 위하여, 전파 전파경로 손실분석에 의한 링크버짓 도출, 소형화된 도플러 VOR용 안테나 형상설계 및 기존 항공기용 보다 측위거리 해상도가 향상된 DME 설계 등을 수반하였다. 본 연구 결과물은 지상기지국과 UAM에 장착할 수 있는 단말기로 구성되며, 각각 시제품 제작 및 주요 성능검증을 수행하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.213-218
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• 2022

본 연구에서는 드론을 무선으로 충전할 수 있는 고효율 무선 전력 전송 송, 수신 코일 개발에 대한 기술을 소개한다. 드론 스테이션은 드론의 배터리를 충전하기 위해 배터리를 분리 할 필요 없이 무선으로 배터리를 충전할 수 있는 기능을 지원한다. 드론의 배터리를 최단 시간 내에 충전하기 위해서는 무선 충전 효율이 높아야 한다. 드론 스테이션의 무선 충전 효율을 높이기 위해 고효율 송, 수신 코일 제작 방법과 성능 측정 방법을 제시하였다. 송, 수신 코일은 드론의 비행에 방해가 되지 않도록 드론의 크기와 무게를 고려하여 PCB 기판을 이용해 제작하였다. 송, 수신 코일 사이의 거리가 40mm 이상 떨어진 거리에서 88% 이상의 효율을 구현하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1331-1339
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• 2023

항공기상청은 국가항행계획(National ATM Reformation and Enhancement Plan, NARAE)을 지원하기 위해 NARAE-Weather 프로젝트를 통한 궤적기반 항공기상 서비스를 개발 중에 있다. 특히, 기상자료는 표준화된 형식의 디지털 데이터를 제공하므로 항공기상 데이터와 항공교통 정보와 통합하는 것이 가능하다. 따라서 본 논문에서는 수치모델 자료의 구조화를 통해 기상 정보와 비행 궤적 정보의 데이터 통합을 위한 접근 방식을 제안하였다. 구조 변환된 자료를 활용한 추출결과는 성능 측면에서 원본자료에서 추출한 결과보다 우수한 결과를 보였으며, 해당 연구를 통해 항공 운항의 안전성과 효율성을 향상시키는데 도움이 될 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.485-492
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• 2021

무인항공기의 영상 기반 자동 정밀 착륙 기술은 착륙 지점에 대한 정밀한 위치 추정 기술과 착륙 유도 기술이 요구된다. 또한, 안전한 착륙을 위하여 지상 장애물에 대한 착륙 지점의 안전성을 판단하고, 안전성이 확보된 경우에만 착륙을 유도하도록 설계되어야 한다. 본 논문은 자동 정밀 착륙을 수행하기 위하여 영상 기반의 항법과 착륙 지점의 안전성을 판단하기 위한 알고리즘을 제안한다. 영상 기반 항법을 수행하기 위해 CNN 기법을 활용하여 착륙 패드를 탐지하고, 탐지 정보를 활용하여 통합 항법 해를 도출한다. 또한, 위치 추정 성능을 향상시키기 위한 칼만필터를 설계 및 적용한다. 착륙 지점의 안전성을 판단하기 위하여 동일한 방식으로 장애물 탐지 및 위치 추정을 수행하고, LSM을 활용하여 장애물의 속도를 추정한다. 추정한 장애물의 상태를 활용하여 계산한 CPA를 기반으로 장애물과의 충돌 여부를 판단한다. 최종적으로 본 논문에서 제안된 알고리즘을 비행 실험을 통해 검증한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.487-495
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• 2022

본 논문에서는 차세대소형위성2호의 X 대역 합성 개구 레이더(SAR; synthetic aperture radar)에 탑재하기 위한 고출력 송·수신 모듈의 설계 및 개발에 관하여 논한다. 모듈은 X 대역의 대상 주파수 범위에서 100 MHz 의 대역폭을 갖는 고출력 펄스 신호를 출력하며, 수신신호에 대해 저잡음 증폭 기능을 수행한다. 제작된 모듈의 송신경로는 200 watt (53.01 dBm) 이상의 출력 신호 세기, 0.35 dB의 펄스폭 기울기, 송신 신호 출력간 0.04 dB 의 신호 세기 변화 및 1.7 ˚ 의 위상 변화를 갖고, 수신경로는 3.81 dB 의 잡음지수, 37.38 ~ 37.46 dB 의 이득을 가짐으로써, 요구되는 성능을 만족함을 확인하였다. 제작된 모듈은 차세대소형위성2호 비행모델에 장착되어 있으며, 추후 누리호에 탑재되어 발사될 예정이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.315-322
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• 2024

본 논문에서는 정해진 시간 내에 프레임을 전송해야 하는 텔레메트리 시스템에 적용하기 위한 실시간 운영체제 기반의 PCM 엔코더를 제안한다. 대형 비행체의 경우 각 센서 및 주변장치로부터 많은 상태 정보들을 계측하므로 시스템의 복잡성이 높아지는 추세이다. 또한 계측 데이터가 많아지면서 정해진 시간 내에 프레임을 전송하기 위한 PCM 엔코더의 역할이 중요해지고 있다. 기존 일반적인 엔코더는 규격이 변경되거나, 추가 기능 구현 시 유연성이 떨어지므로 이를 보완하기 위한 설계가 필요하다. 이에 작은 임베디드 소프트웨어에 탑재가 가능한 실시간 운영체제인 uC/OS-II를 적용한 PCM 엔코더 설계를 제안한다. 또한, 타당성을 확인하기 위해 태스크의 실행시간을 측정하는 시뮬레이션을 수행하여 성능을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.193-200
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• 2024

본 논문에서는 차세대소형위성2호의 X대역 합성 개구 레이더 (SAR; synthetic aperture radar)에 탑재하기 위한 송·수신 모듈의 설계 및 개발에 관하여 논한다. 모듈은 DDS를 통해 X 대역의 대상 주파수 범위에서 요구 대역폭을 갖는 첩(chirp) 신호를 생성하고, 송·수신 신호에 대한 주파수 변환 및 합성, 분배 그리고 주파수 합성기능을 수행한다. 제작된 모듈의 송신 경로는 최대 96.8 MHz 까지 총 28개의 대역폭을 갖는 신호를 생성하며, + 9.37 dBm 이상의 출력신호 세기를 갖는다. 수신 경로는 15.7 dB 이하의 최소 잡음지수를 가짐으로써, 요구되는 성능을 만족함을 확인하였다. 제작된 모듈은 차세대소형위성2호 비행모델 (FM; flight model)에 장착되었고, 2023년 5월 23일 누리호 3차 발사체로 발사되어 운용 중이다.