• 한국전자파학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1104-1112
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• 2014

위성에 활용하기 위한 전개형 경량화 안테나를 구현하기 위하여 사용되는 센서의 요구 성능을 충족하는 안테나의 설계방법을 제시하였다. 탑재되는 SAR(Synthetic Aperture Radar)의 성능을 충족하기 위한 안테나의 제반 특성과 전개방법 및 재료, 중앙판이 있는 전개형 안테나의 특성을 분석하였다. 경량화 안테나로 솔리드 전개형 안테나와 메쉬 전개형 안테나의 전개 성능을 분석하고, 사용 재료로서 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 특성을 실험하였다. 중앙판이 있는 전개형 안테나의 경우, 전개 패널과 메쉬를 사용하는 경우 요구 성능을 충족할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권7호
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• pp.601-609
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• 2014

지구 관측용 위성의 한 종류인 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성은 지구의 영상 획득 시, 주변 환경의 영향을 받지 않는다는 장점이 있어 현재까지 많은 수가 개발되었다. 높은 영상 품질을 얻기 위해 SAR 안테나는 큰 직경을 가져야 한다. 그러나 위성을 우주까지 운반하는 발사체의 내부 공간은 한정적이므로 SAR 안테나는 발사체 내부 배치 시에는 접어놓았다가 우주에서는 펼쳐질 수 있는 전개형으로 설계된다. 본 연구에서는 위성의 목표 임무를 고려하여 전개형 위성 안테나의 메커니즘과 관련된 설계 요소 값들을 선정하였다. 이를 바탕으로 전개형 위성 안테나의 형상을 설계하였으며, 시뮬레이션을 통해 위성 기동 시 전개형 위성 안테나에 발생하는 변화를 관찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권8호
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• pp.683-691
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• 2014

최근 지구관측위성으로 전천후 사용가능한 영상레이더의 중요성이 매우 높아지고 있다. 또한 저비용 고효율 위성의 개발추세에 따라 경량화 SAR 안테나에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. CFRP를 이용한 전개형 SAR 안테나는 여러 방법 중 장점이 많은 후보 중 하나이다. 본 논문에서는 전개형 SAR 안테나의 형상에 필요한 변수들을 찾아내 수치화 하였으며, 안테나 크기에 따른 최적값을 찾아 설계하였다. 설계된 형상은 유한요소 모델해석을 통해 구조적 안전성을 분석하였다. 마지막으로 체계요구규격의 변경에 따른 안테나 형상의 변경을 수월하게 진행할 수 있도록 툴킷을 개발하였다. 툴킷을 통해 변수에 따른 안테나 형상모델 설계 및 힌지 공차에 따른 안테나면의 오차분석을 수행하였으며, 전자파 해석 프로그램과의 호환성을 확인하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제8권2호
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• pp.39-45
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• 2010

질량이 크고 정밀한 정렬이 요구되는 전개형 영상 레이더를 장착하기 위해서는 일반적으로 위성을 수평상태로 놓고 조립을 수행하게 된다. 이는 전개형 안테나의 회전축을 중력축과 일치시키고 전개형 안테나를 중력방향과 반대로 질량을 보상함으로써 무중력 상태를 만들어 회전축에 무리한 힘을 가하지 않기 위함이다. 이러한 전개형 영상 레이더를 장착하기 위해서는 위성이 수평 상태로 놓이더라도 위성체 처짐이 없는 수직상태와 동일한 형상을 만들어 주어야 한다. 처짐이 발생한 위성체에 안테나를 장착하고 수직상태로 변경하면 처짐이 발생한 부분이 강제적으로 원상복귀하려는 힘으로 인해 안테나 정렬이 틀어질 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 수평상태에서 위성의 처짐값을 확인하기 위한 방안을 찾고 처짐 보상을 위한 Reaction Force 값을 어떻게 구할 것인지를 보여주고 있다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권6호
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• pp.123-128
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• 2022

본 연구는 전개형 SAR 안테나에 적용하기 위한 비폭발 분리장치를 제안하였다. Ni-Cr 와이어를 감아 제작된 분리장치를 이용하여 SAR 안테나의 벨트가 전개되지 않도록 구속한다. 분리 장치를 구속하는 Ni-Cr 와이어는 발열을 통해 절단함으로써 벨트 전개 시 충격량을 최소화한다. 분리장치의 설계를 위해 설계하중(99g)과 preload를 고려하여 AL과 Ti을 대상으로 유한요소 해석을 수행하였다. AL을 이용 시 해석결과, 최대 변형량이 0.256 mm 발생하였고, 안전마진은 +0.09로 확인되었다. 또한 궤도상 열분석을 수행하여 온도분포를 확인한 결과, 최저온 궤도와 최고온 궤도에서 -50~+2℃의 온도분포와 -10~+90℃의 온도분포를 각각 나타내어 우주환경에서도 구속분리장치가 안정적임을 입증하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권3호
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• pp.78-86
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• 2019

본 연구에서는 전개성능을 고려한 대형 전개형 SAR 안테나의 회전스프링 힌지의 강성 최적설계에 대해 기술한다. 대형 전개형 SAR 안테나는 발사환경에서는 접혀 있다가 궤도에서 임무를 수행할 때 펼치게 된다. 이러한 조건에서 여러 장으로 구성된 안테나 패널을 주어진 시간 내에 최소의 충격으로 전개할 수 있도록 회전스프링 힌지의 적절한 강성을 찾는 것은 매우 중요하다. 회전스프링 강성이 강하면 완전 전개시점에서 발생하는 큰 충격하중이 구조체에 손상을 주며, 약하면 전개 저항으로 인해 완전전개를 보장할 수 없기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 RecurDyn을 이용한 다물체동역학 해석모델을 생성하였으며 전개해석을 통해 전개성능(전개시간 전개충격하중)을 도출하였다 최적의 회전스프링 강성을 찾기 위해 이에 따른 전개성능을 반응표면법을 통해 근사화 시켰으며 최적설계를 수행하여 적절한 회전스프링의 강성 값을 도출하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.192.1-192.1
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• 2012

영상레이더 (SAR: Synthetic Aperture Radar) 혹은 통신 안테나/탑재체를 장착한 위성은 원하는 주파수 대역의 운용을 위해 대형 안테나 구조물 장착이 필수적이다. 이러한 대형 구조물은 일체형으로 제작되어 위성체에 접속되었을 때, 요구 무게 및 점유하는 부피가 매우 큰 특징을 지닌다. 따라서, 대형 안테나 구조물의 중량으로 인해 발사비 증가가 불가피하며, 페어링 내부의 허용된 공간에 안테나 크기는 큰 제약적 요인이 된다. 그리고, 전개식이어도, 전개후 질량 관성이 큰 구조물이 된다. 위성체의 발사 비용과 직결되는 안테나의 경량화를 위한 많은 기술이 연구되고 있다. 특히, 접이식 팽창형 안테나는 반사체의 유연한 메쉬 구조 및 경량 지지구조물로 안테나의 무게를 줄이고 수납 효율을 향상시킨다. 또한, 전개 후 안테나의 목적한 기능을 충분히 보장함과 동시에 질량 관성이 작은 구조물에 의한 위성의 기동성을 극대화할 수 있다. 국내에서도 전천후 지상관측감시 및 통신 안테나의 필요성 증대에 따라 초경량 전개형 안테나 개발의 필요성이 크게 대두되고 있으나, 현재까지는 관련 기술개발 사례가 전무한 실정으로 국내 독자적 기술 확보가 시급한 실정이다.

• 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.

• 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.

• 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.