• 우주기술과 응용
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• 제1권1호
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• pp.33-40
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• 2021

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.

• 우주기술과 응용
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• 제4권2호
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• pp.153-168
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• 2024

사운딩 로켓은 저렴한 비용과 빠른 개발 기간을 통해 전리권이나 무중력 환경을 직접 탐사하는 유용한 도구이다. 이러한 로켓은 목표 고도에 신속하게 도달하며, 다양한 과학적 장비를 탑재하여 데이터를 실시간으로 수집할 수 있다. 페리지에어로스페이스(주)는 2024년 상반기에 첫 시험 발사를 진행한 뒤, 2025년 1월경에는 2차 성능시험 사운딩 로켓을 발사할 예정이다. 이 로켓은 제주 해상에서 발사될 예정이며, 약 150 km의 목표 고도에 총 30 kg의 탑재체를 싣고, 준궤도 영역에서 다양한 실험을 수행할 것이다. 특히, 중위도 지역의 전리권에서는 간헐적으로 전자 밀도가 증가하는 스포라딕 E층과 적도 전기제트에 의한 자기장의 미세변화를 관측할 수 있을 것으로 예상된다. 이러한 관측을 위해 KAIST 인공위성연구소에서 개발 중인 탑재체 IAMMAP(ionospheric anomaly monitoring by magnetometer and plasma-probe)의 사운딩 로켓 버전이 발사체에 실릴 예정이다. 본 연구는 중위도 지역의 전리권에 대해서 이해하고, 2차 성능시험에서의 관측 가능한 임무 설계에 중점을 두고자 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권3호
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• pp.239-248
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• 2001

2002년에 발사 예정인 과학 위성 1호의 주 탑재체로 원자외선 분광기가 실릴 예정이다. 원자외선 분광기는 영상과 분광의 기능을 함께 수행하게 되는데, 광학 부품 중 포물 원통 만가경의 경우 천문 관측용으로는 제작된 바가 없어 제작과 이에 관련된 측정 방법을 새로이 고안하여 제작시험이 이루어 겼다. 관측 목표로부터 도출된 사양 중에서 성능과 가장 밀접한 관계가 있는 형상오차의 경우 ~ $lambda/cm$의 한계를 만족하였으며, 산란장과 연관된 표면 거칠기의 경우 새로이 고안된 비구면 pitch polishing의 방법으로 $R_{q}$의 값이 1 nm 이하로 감소하였으며, 이로써 전체 파장 영역에서 0.02, 즉 2% 미만의 빛이 산란됨을 간접적으로 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제2권1호
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• pp.171-181
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• 2003

KSR-III의 탑재부를 보호하고 있는 nose fairing은 목표 고도에 도달하면 화약 폭발에 의한 분리 장치의 작용으로 탑재부가 주어진 임무를 수행할 수 있도록 로켓으로부터 떨어져 나가도록 설계되어 있다. 이때 분리된 fairing이 로켓에 부딪치지 않고 안전하게 분리될 수 있게 하기 위해서는 적절한 크기의 분리력이 가해져야 하며, 이러한 분리력의 결정에 있어서 공기의 영향이 거의 없는 고도도 조건을 가정하였다. 그러나 KSR-III의 설계가 진행됨에 따라 발사체의 임무에 수정이 가해졌으며, fairing의 분리도 고도고가 아닌 공력의 영향이 상당 부분 남아 있는 고도 45km에서 이루어질 것으로 예상됨으로써 이러한 새로운 조건에서도 충분히 안전한 분리를 이룰 수 있는 지의 여부에 대한 확인이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 병렬형 부스터 분리 운동 해석을 위해 개발되었던 6자유도 운동방정식 해석 프로그램인 PASEM을 fairing 힌지를 모사할 수 있도록 수정을 가하여 fairing의 분리 운동을 예측하였다. 먼저 지상 시험 결과와의 비교를 통하여 힌지 운동 모사의 정확도를 검증하고 정확한 분리 조건을 설정하였다. 다음으로 고도 45km에서 받음각, 중력 작용 방향, 돌풍의 존재 여부 등을 바꾸어 가며 안전한 분리가 가능함을 판단하였으며, 힌지 이탈각을 60도에서 45도로 줄여줌으로써 훨씬 더 안전한 분리가 가능함을 확인하였다. 또한 발사 당일의 기상 조건의 변화에 따라 분리 고도가 40km로 낮추어져도 안전한 분리한 가능함을 알 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권2호
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• pp.130-137
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• 2012

수중 글라이더는 해양의 수직 물성을 라그랑지안 방식으로 파악하기 위해 새롭게 고안된 관측 플랫폼이다. 한국해양연구원은 2011년 3월 국내 최초로 경북 후포와 울릉 서안까지 177 km의 수평거리를 총 6일(153시간)동안 경로 계획을 통해 자율 잠항관측을 성공하였다. 실험에 사용한 글라이더는 미국 ANT사의 Littoral Glider 였으며, 주관측 센서로는 Applied Microsystem사의 수온 및 음속 센서를 장착하였다. 시험 운항 동안 경로 대상 해역의 수심 5 m에서 200 m까지 매 5초마다의 수온 및 음속 프로파일 총 1408회 취득하였다. 또한 시험 운항 중에 수중 글라이더가 보유하고 있는 다양한 운동모드(정점 수직 관측 모드, 경로 추종 모드, 선수각 유지 모드, 정점 유지 모드, 특정 수심 유지 모드 등)를 시험하였고, 모든 운동모드가 정상적으로 운영됨을 확인하였다. 이번 실해역 조사를 통해, 수중 글라이더는 최대 2노트 이하의 해류 환경 하에서 사용자가 원하는 방향과 심도대로 관측을 수행할 수 있으며, 내부 부력 조절 없이 최대 5 kg의 센서 탑재가 가능함을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권9호
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• pp.854-864
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• 2016

최근 무인기 탑재를 위한 소형 SAR 시스템 관련연구가 활발하게 진행되고 있으나, 드론과 같은 소형 비행 플랫폼에 대한 적용 사례는 매우 드물다. 드론의 경우, 고정익 무인항공기에 비해 기상, 조종환경 등에 취약하므로 고품질의 SAR 영상을 획득하기 위해서는 매우 정밀한 요동 분석 및 오차 보상 알고리즘이 요구된다. 특히 소형 드론에서는 SAR 탑재체 무게 및 전력의 제약으로 자세 제어 및 센서 장착이 어려워 영상 품질 보장이 어려워진다. 본 연구에서는 드론에 SAR를 탑재하여 영상을 획득하는 가능성을 제시한다. 이를 위해 실제 레이다가 탑재된 드론을 사용하여 SAR 영상을 획득하고, 그 품질을 분석하였다. 드론 SAR 기하 구조 분석을 통해 드론의 요동에 의해 발생될 수 있는 위상오차를 분석하고, 불규칙한 드론 이동에 의한 왜곡을 보상함으로써 드론 SAR의 운용 가능성을 검증하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.796-805
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• 2000

30dB의 선형이득과 2.6dB의 잡음지수 성능을 갖는 위성통신중계기용 30GHz대 저잡음증폭기 모듈이 MMIC와 박막 MIC기술로 개발되었다. 두 종의 MMIC 회로가 저잡음증폭기 모듈에 사용되었는데, 하나는 초저잡음용 MMIC 회로이고, 다른 하나는 광대역 고이득용 MMIC 회로이다. MMIC 회로 제작에 사용된 증폭소자는 0.15$mu extrm{m}$게이트 길이를 갖는 pHEMT이다. 두 개의 MMIC 회로를 상호 연결하고 저잡음증폭기 모듈을 완성하기 위하여 박막기술을 이용하여 마이크로스트립 선로를 구현하였으며, 안정된 DC 전원 공급을 위하여 후막기술을 이용한 바이어스 회로를 개발하였다. 저잡음증폭기 모듈의 입력측은 위성중계기의 안테나로부터의 신호를 받아들이기 위하여 도파관 형태로 설계되었으며, 출력측은 주파수변환부와의 접속을 위하여 K-컨넥터로 구현되었다. 모든 제작 공정에는 실제 위성용 부품 제작 기술이 도입되었으며, 위성중계기에 탑재되는 부품에 요구되는 온도시험 및 진동시험을 실시하였다. 제작된 저잡음증폭기 모듈은 동작목표 대역인 30~31GHz에서 30dB 이상의 이득, $\pm$0.3dB의 이득평탄도, 그리고 2.6dB이하의 우수한 잡음지수를 가진 것으로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.97-104
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• 2017

본 논문에서는 C 대역, X 대역, Ku 대역을 포함하는 다채널 영상레이다를 위한 송수신기를 설계, 제작하고, 전기적인 성능을 검증하기 위한 연구를 수행하였다. 송수신기는 대역별 송신기, 대역별 수신기, 대역별 신호선택기, 고안정발진기, 주파수합성기, 제어기, 전원분배기로 구성된다. 송수신기는 운용모드에 따라 경로 선택 및 수신 대역폭 선택 기능을 가진다. 송수신기는 C, X, Ku 대역 3가지 대역을 모두 송신 및 수신할 수 있으며, 각 대역에서 최대 300 MHz의 대역폭을 가지고, T/R 모듈을 구동시키기에 적합하도록 각 대역별 송수신기 최종 송신 출력은 20 dBm 이상이다. 수신 대역폭은 필요 요구 기능에 따라 모드 선택이 가능하며, 수신 이득은 대역별 C 대역 52 dB, X 대역 50 dB, Ku 대역 60 dB 정도를 가지고 있으며, 잡음 지수는 대역별 H, V 편파에서 Ku 대역 V 편파 최대 4.28 dB의 성능을 보였다. 전기적 성능 시험 결과, 다중대역 송수신기는 다채널 영상레이다에서 요구되는 성능을 만족하였다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.219-225
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• 2024

정찰위성의 탑재체인 위성용 전개형 반사판 안테나는 발사 환경에 대한 구조안정성 및 궤도 환경에 대한 운용 성능을 고려하여 경량화, 고성능의 구조 개발이 필수적이다. 그 중, 복합재 주반사판은 전개형 반사판 안테나를 구성하는 핵심 구성품이며, 발사체 탑재 성능을 고려한 경량 설계 뿐만 아니라 위성체 임무 수행 중 민첩한 자세제어 기동 이후 높은 품질의 위성 영상을 획득하기 위해서는 높은 전개 시 강성을 갖는 고성능의 주반사판 개발이 요구된다. 주반사판 개발을 위해 전개형 반사판 안테나를 구성하는 복합재 주반사판의 적층 설계 및 재료 물성에 따른 구조적 성능을 분석하여 주반사판의 초기 설계안을 도출하였으며, 도출된 초기 설계안을 기준으로 제작 공정을 변수로 4가지 타입의 복합재 주반사판을 제작하였다. 공정 변수로는 복합재 구조의 성형 공정, 탄소 섬유 복합재 시트와 허니콤 코어 간 접착 필름의 적용 유/무, 샌드위치 복합재 내부의 벤팅 경로를 선정하였다. 제작된 4가지 종류의 주반사판에 대해 무게 측정, 비파괴 검사, 표면오차 측정 및 모드 시험을 통한 전개 시 강성 측정을 수행하였으며, 경량 및 구조적 성능을 향상시킬 수 있도록 접착 필름을 미적용하며 벤팅 경로를 포함하는 주반사판 제작 공정을 선정하여 SAR(합성 개구 안테나)를 포함한 위성체에 실 적용이 가능한 복합재 주반사판을 개발하였다.