• 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.

• 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

• 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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• 제39권3호
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• pp.279-288
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• 2011

본 논문에서는 정지궤도 위성 통신 안테나의 지향 및 장착위치를 정확하게 하기 위한 정밀정렬 방법과 그 측정 결과를 다룰 예정이다. 안테나의 지향 및 장착위치 관점에서 최적의 성능을 획득하기 위해 무중력상태가 모사되었으며 레이저추적 시스템과 데오드라이트 시스템이 적용되었다. 그 결과 정렬 안정성이 허용오차 ${\pm}\;0.25mm$ 및 ${\pm}\;0.013^{\circ}$ 이내에서 검증되었으며, Ka 대역 전개형 안테나의 최종 정렬은 허용오차 ${\pm}\;0.5mm$ 및 ${\pm}\;0.015^{\circ}$ 이내인 요구조건을 만족할 수 있었다.

• 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.

• 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.

• 한국생산제조학회지
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• 제26권2호
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• pp.185-192
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• 2017

In this paper, we reviewed major design parameters for a solid type of deployable antenna and its structural design. We performed modal analysis for a single reflector panel made of aluminum and CFRP (carbon fiber reinforced plastic) to confirm the appropriateness of selected materials. We then predicted the elastic modulus of CFRP using the principles of unidirectional composite elasticity stiffness predictions such as the ROM (Rule of Mixture) and HSR (Hart Smith 10% Rule). To optimize the shape of the antenna reflector, a structural stiffness analysis was performed using derived numerical optimization factors. Six structural stiffness analyses were performed using the constructed experimental design method. The resulting optimal shape conditions are proposed to meet the structural stiffness requirements while minimizing weight.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.603-609
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• 2017

전개형 솔리드 안테나에서 패널 전개 시 발생할 수 있는 구조적인 오차가 안테나 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 위성에서 활용되는 전개형 안테나는 지상에서 접힌 상태로 발사되어 우주 공간에서 펼쳐지며, 전개 시 발생할 수 있는 오차의 형태를 분류하여 각각의 경우에 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 패널 하나에만 전개 오차가 있을 때는 불완전 전개 패널에 해당하는 쪽에서 안테나 성능의 열화가 발생하였다. 패널 전개 오차가 코사인 함수의 형태로 분포한다고 가정하여 오차의 크기와 오차 형태에 따른 영향을 계산하고 분석하였다. 안테나 패널 오차가 균일한 경우에는 오차크기에 비례하여 이득이 감소하고, 패턴은 대칭이다. 코사인 1 또는 3주기의 패널 오차에 대해서는 주엽의 기울어짐이 나타나며, 코사인 2 또는 4주기의 패널 오차에 대해서는 패턴은 대칭이며, 이득이 감소한다.

• 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.

• 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.