• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.230-240
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• 2023

전개형 반사판 안테나는 단위 구조물 형태의 반사판이 접힌 상태로 수납되어 발사체에 탑재된 후, 운용궤도에 도달 및 전개되어 임무를 수행하는 위성체이다. 전개형 반사판 안테나는 수납 부피를 줄일 수 있어 발사체의 제한적 수납공간에 대형 우주 구조물을 탑재시킬 수 있으며, 경량소재를 적용할 경우 발사 및 운용 성능 향상에 용이한 장점이 있다. 본 논문에서는 전개형 반사판 안테나를 구성하는 주반사판에 대해 강성 및 강도 등의 구조적 분석을 통해 초기 개념설계를 수행하였다. 탄소섬유 복합재 및 허니콤 코어를 적용하여 경량 복합재 주반사판을 설계하였으며, 적층 패턴 및 형상을 설계 변수로 운용조건에 적합한 주반사판 설계안을 도출하였다. 이후 모드(Modal analysis), 준정적(Quasi-static), 열 구배(Thermal gradient) 및 동적(Dynamic) 거동에 대한 상세 구조해석을 수행하여 경량 복합재 반사판 안테나의 성능을 분석하였다

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권6호
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• pp.58-65
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• 2018

여러 패널들로 파라볼라 반사판 형상을 가지는, 전개형 복합재료 안테나의 동적 특성을 수치적 그리고 실험적으로 살펴보고자 한다. 전개 장치들은 여러 패널들이 작은 공간에 효과적으로 수납될 수 있도록 설계하였다. 반사판 패널의 개수, 패널들의 폴딩(folding)/트위스팅(twisting) 각도, 그리고 전개 작동기 등의 특성을 고려하여 전개시 필요한 설계변수를 결정하였고, 반사판 패널은 CFRP(carbon fiber reinforced plastics)으로 제작하였다. 무중력 전개장치를 제작하여 반사판 안테나의 전개시험을 수행하였고, 동적 전개특성을 관찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.705-711
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• 2019

전개형 반사판 안테나의 전개거동 특성을 해석적 그리고 실험적 방법으로 분석하고자 한다. Kane 방정식을 이용하여 전개형 안테나의 다물체 운동방정식을 공식화하였다. 복합재료 반사판의 구조변형 특성을 살펴보기 위해 FSDT(First-order Shear Deformation Theory)를 이용하여 빔 모델로 유한요소 정식화 하였다. 역진자 모델을 이용하여 안테나 전개시간에 따른 스프링 상수 그리고 댐핑 계수들을 결정하였다. 다물체 동력학 해석을 통하여 설계변수에 따른 안테나 반사판의 동적구조 특성을 확인하였고, 무중력 모사 전개실험을 통하여 해석결과 검증 및 거동특성을 실험적으로 관찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권10호
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• pp.691-699
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• 2022

본 논문에서는 대형 메쉬 안테나 개발을 위한 모듈식 전개형 반사판 및 붐 구조의 전개 시 요구되는 구동력 및 전개 특성을 분석하고자 한다. 단위 전개 구조를 이용하여 모듈식 전개형 반사판 링과 붐 구조의 수납/전개된 형상을 분석하였다. Kane's 방정식을 이용하여 전개 구조물의 다물체 동역학 방정식을 유도하고 PUTD(Pseudo Upper Triangular Decomposition) 방법을 적용하여 구속조건 문제를 해결하였다. 다물체 동역학 시뮬레이션을 통해 설계된 모듈식 전개 반사판 링 그리고 붐 구조의 동적 특성을 살펴보고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권5호
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• pp.94-101
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• 2019

복합재료 반사판 안테나의 전개 특성을 해석 모델을 통하여 살펴보고 실험을 통하여 검증하고자 한다. 두 개의 회전 자유도를 가지며 스프링의 탄성 에너지에 의해 작동되는, 전개 메커니즘을 기반으로 반사판 안테나의 동역학적 해석 모델을 수립하였다. 유연 다물체 동역학 해석 프로그램인 ADAMS를 이용하여 패널의 전개 속도, 구조 변형 그리고 충격력을 분석하였다. 중력보상 장치를 이용하여 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)으로 제작된 안테나 패널의 전개거동 특성을 실험적으로 검증/분석하였다. 안테나 패널이 전개되는 동안 발생하는 충격 응답 및 진동 문제를 확인하고, 댐퍼를 이용하여 안정적으로 전개가 됨을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권4호
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• pp.68-76
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• 2022

본 논문에서는 기하학적 특성을 고려한 케이블 네트 형상설계 방법론을 제시하고, 트러스 링 그리고 케이블 네트의 구조 유연도를 고려한 반사판 안테나의 케이블 네트워크 형상 실효성을 검증한다. 기하학적 비선형성을 고려한 케이블 네트의 유한요소 모델을 개발한다. 경계조건의 하중에 따른 형상변형 해석을 통하여, 케이블 네트의 형상 설계변수 특성을 제시 한다. 프레임 요소를 이용하여 전개형 트러스 링 구조를 모델링하고 정적 하중 해석을 수행한다. 전개된 링 구조에 가해지는 장력에 의해 케이블 네트 반사판은 정확한 형상을 유지하게 된다. 가해지는 장력, 케이블 네트 그리고 트러스 링 구조의 유연도를 고려하여, 케이블 네트워크 형상설계에 반영하고 최종 형상을 제시한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권4호
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• pp.1-9
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• 2023

최근 위성의 SAR(Synthetic Aperture Radar), 통신 및 신호 감시 임무가 고도화됨에 따라 경량화 및 전개 면적 대비 수납효율이 우수한 전개형 메쉬 안테나에 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 전개형 메쉬 안테나는 임무 주파수대역이 증가함에 따라 메쉬 제직 밀도의 척도인 OPI(Openings Per Inch)의 수가 증가하는 특징이 있으며, 이러한 OPI 변화는 메쉬의 광학물성 특성에 직접적인 영향을 미치므로 이에대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 메쉬의 광학 물성치와 반사판에 대한 열적 관계를 검증하기 위해 기존 해외 연구사례를 바탕으로 메쉬의 다양한 광학적 특성에 따른 궤도 열해석 통해 메쉬와 안테나간의 열적 민감도 분석과 메쉬 반사판의 온도구배 영향성 분석을 수행하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제1권3호
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• pp.364-374
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• 2021

본 논문에서는 초소형 위성에 적용할 수 있는 전개형 메쉬 안테나의 Gore 특성에 따른 radio frequency (RF) 특성 변화에 관해 논한다. 메쉬 안테나의 경우 다양한 초소형위성에 탑재할 수 있으며, 통신/영상레이다/SIGINT 등 다양한 우주임무에 활용이 가능하다. 이상적인 안테나 곡면을 형성하기 위해서는 충분한 개수의 안테나 Rib 구조로 반사판을 구현해야 한다. 그러나 안테나 Rib 개수 증가에 따라 안테나 질량을 비롯해 기계적인 전개 메커니즘의 복잡도 및 전개 신뢰성 등 다양한 설계인자에 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 안테나의 RF 성능 열화 최소화 관점에서 적정 안테나 Rib의 개수를 도출하기 위해 메쉬 안테나의 예시 모델을 대상으로 다양한 Rib 개수에 따른 RF 시뮬레이션을 통해 비교분석을 수행하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.34-39
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• 2010

개인용 휴대단말을 이용한 위성 방송통신 서비스에 대한 폭발적인 수요증가로 인해 초대형 안테나를 사용하는 방송통신 위성의 필요성이 증대되고 있다. 이와 같은 위성 안테나는 여러 가지 타입의 전개형 안테나로 구현되는데, 그 전개방식에 상관없이 각면이 반사면을 이루는 형태를 취한다. 이러한 반사판을 좀더 정확하게 해석하기 위해 기존의 광선추적법을 개선하였다. 이 방법에서는 각 광선이 반사면에서 반사되어 서로 교차하는 특성을 반영할 수 있도록 하였으며 개구면에서 전파의 세기와 위상의 불균일한 점도 반영할 수 있도록 하였다. 또한 개구면에서의 적분도 직각좌표계에서 수행할 수 있도록 광선들을 생성하도록 하였다. 이러한 알고리즘을 이용하여 각면의 배치에 따른 방사특성을 연구하기 위해 각면 형성 알고리즘을 고안하였다. 해석 결과, 반지름 방향의 각면의 수가 지향성 및 부엽파를 결정하는 주요 파라미터이며 원주방향의 각면의 수는 부엽파에만 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권3호
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• pp.225-231
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• 2020

기상 조건과 상관없이 영상을 획득할 수 있는 SAR 위성에 대한 수요가 최근 들어 계속해서 증가하고 있다. 일반적으로 SAR 안테나의 주반사판은 제한적인 탑재체의 공간에 효율적으로 수납하기 위해 여러 개의 전개 가능한 패널로 구성된다. 전개형 구조물은 본질적으로 구조적 강성이 부족하며 외란이나 가진에 취약하다. 특히, SAR 위성은 더 높은 각속도 요구조건 때문에 안테나 반사면에 발생하는 진동 수준이 높을 수 있다. 이미지를 얻는 동안 이미지의 품질을 위해 반사판의 높은 표면 정확도를 유지하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 전개형 SAR 안테나의 구조적 변형 때문에 발생하는 성능 저하를 분석한다. 주반사판의 패널은 유연 구조물로 가정하였으며, 다물체 동역학 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 이를 통해, 위성의 기동 시 패널의 변형량을 계산한다. 또, 이러한 변형이 안테나 성능과 임무 수행에 얼마나 영향을 미치는지 확인하기 위해, 안테나 이득 및 빔 지향오차를 분석하였다.