초고속 고기동 미사일의 요격에 있어서 기두부와 단 분리 시 조각들을 식별하는 것은 중요한 문제이다. 기두부는 비행 안정성을 위하여 세차운동을 하며, 단 분리 시 조각들은 텀블링 운동을 한다. 기두부와 단 분리 시 조각들의 주기적인 미세거동에 의하여 이들의 동적 RCS에서는 주기성과 통계적 특성이 나타난다. 본 논문에서는 기두부와 단 분리 시 조각들의 동적 RCS에서 나타나는 주기성과 통계적 특성을 이용하여 기두부와 단 분리 시의 조각들을 분류하는 방법을 제안하였다. 동적 RCS가 가지고 있는 주기성과 통계적 특성으로부터 세 종류의 특성벡터를 추출하고, SVM(support vector machine)을 사용하여 분류하였다.
본 논문에서는 3차원 공간의 전자파 수치 해석을 위한 모멘트법(method of moments)의 개선된 해석 기법을 선보인다. 전자파 산란 특성을 해석하기 위해 기본적으로 EFIE(Electric Field Integral Equation)와 RWG(Rao-Wilton-Glisson) 기저 함수를 이용하였으며, 계산 효율을 높이기 위해 기존의 갤러킨(Galerkin) 기법과 중심점 보간(interpolation)법을 혼용하여 해석 시간을 단축시켰다. 이때, 계산 정확도 유지를 위해 임피던스 행렬의 각 원소간 거리를 상대 거리 지수로 정의하여 보간법 적용이 가능한 먼 거리 원소를 구분하였다. 제안된 해석 기법의 성능 검증은 금속구의 Mie-series 해법을 이용한 이론적 RCS(Radar Cross Section)를 비교/분석하였다. 또한, 본 연구 결과를 삼면-/전방향- 전파반사기와 같은 산란체에 적용하여 레이더 후방 산란 특성을 분석하였다.
Ground-based interceptors(GBI) comprise a major element of the strategic defense against hostile targets like Intercontinental Ballistic Missiles(ICBM) and reentry vehicles(RV) dispersed from them. An optimum design of the subsystems is required to increase the performance and reliability of these GBI. Propulsion subsystem design and optimization is the motivation for this effort. This paper describes an effort in which an entire GBI missile system, including a multi-stage solid rocket booster, is considered simultaneously in a Genetic Algorithm(GA) performance optimization process. Single goal, constrained optimization is performed. For specified payload and miss distance, time of flight, the most important component in the optimization process is the booster, for its takeoff weight, time of flight, or a combination of the two. The GBI is assumed to be a multistage missile that uses target location data provided by two ground based RF radar sensors and two low earth orbit(LEO) IR sensors. 3Dimensional model is developed for a multistage target with a boost phase acceleration profile that depends on total mass, propellant mass and the specific impulse in the gravity field. The monostatic radar cross section (RCS) data of a three stage ICBM is used. For preliminary design, GBI is assumed to have a fixed initial position from the target launch point and zero launch delay. GBI carries the Kill Vehicle(KV) to an optimal position in space to allow it to complete the intercept. The objective is to design and optimize the propulsion system for the GBI that will fulfill mission requirements and objectives. The KV weight and volume requirements are specified in the problem definition before the optimization is computed. We have considered only continuous design variables, while considering discrete variables as input. Though the number of stages should also be one of the design variables, however, in this paper it is fixed as three. The elite solution from GA is passed on to(Sequential Quadratic Programming) SQP as near optimal guess. The SQP then performs local convergence to identify the minimum mass of the GBI. The performance of the three staged GBI is validated using a ballistic missile intercept scenario modeled in Matlab/SIMULINK.
(4179) Toutatis (Toutatis hereafter) is one of the Near-Earth Asteroids which has been studied most rigorously not only via ground-based photometric, spectroscopic, polarimetric, and radar observations, but also via the in-situ observation by the Chinese Chang'e-2 spacecraft. However, one of the most fundamental physical properties, the geometric albedo, is less determined. In order to derive the reliable geometric albedo and further study the physical condition on the surface, we made photometric observations of Toutatis near the opposition (i.e., the opposite direction from the Sun). We thus observed it for four days on 2018 April 7-13 using three 1.6-m telescopes, which consist of the Korean Microlensing Telescope Network (KMTNet). Since the asteroid has a long rotational period (5.38 and 7.40 days from Chang'e-2, Zhao et al., 2015), the continuous observations with KMTNet matches the purpose of our photometric study of the asteroid. The observed data cover the phase angle (Sun-asteroid-observer's angle) of 0.65-2.79 degree. As a result, we found that the observed data exhibited the magnitude changes with an amplitude of ~0.8 mag. We calculated the time-variable geometrical cross-section using the radar shape model (Hudson & Ostro 1995), and corrected the effect from the observed data to derive the geometric albedo. In this presentation, we will present our photometric results. In addition, we will discuss about the regolith particles size together with the polarimetric properties based on the laboratory measurements of albedo-polarization maximum.
We derive the geometric albedo of a near-Earth asteroid, (4179) Toutatis, to investigate its surface physical conditions. The asteroid has been studied rigorously not only via ground-based photometric, spectrometric, polarimetric, and radar observations but also via in situ observation by the Chinese Chang'e-2 space probe; however, its geometric albedo is not well understood. We conducted V-band photometric observations when the asteroid was at opposition in April 2018 using the three telescopes in the southern hemisphere that compose the Korea Microlensing Telescope Network (KMTNet). The observed time-variable cross section was corrected using the radar shape model. We find that Toutatis has a geometric albedo $p_V=0.185^{+0.045}_{-0.039}$, which is typical of S-type asteroids. We compare the geometric albedo with archival polarimetric data and further find that the polarimetric slope-albedo law provides a reliable estimate for the albedo of this S-type asteroid. The thermal infrared observation also produced similar results if the size of the asteroid is updated to match the results from Chang'e-2. We conjecture that the surface of Toutatis is covered with grains smaller than that of the near-Sun asteroids including (1566) Icarus and (3200) Phaethon.
KOMPSAT-5는 우리나라 최초의 X 밴드 Synthetic Aperture Radar (SAR) 탑재 인공위성으로, 2013년 8월부터 운영되고 있다. KOMPSAT-5는 운영 목적에 따라 지구환경 감시에 적극적으로 활용되고 있으며, 연안 환경 감시를 위한 고해상도 해상풍의 필요성이 강조되면서 KOMPSAT-5의 활용도도 부각되고 있다. 하지만, 기존의 해상풍 정확도 검증 연구에서는 다른 SAR 탑재 인공위성 기반 해상풍에 비해 정확도가 낮은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 KOMPSAT-5 기반 해상풍의 정확도 개선을 위한 후방산란계수 보정식을 산출하였고, 보정식의 개선 효과를 해양 부이 자료를 활용하여 검증하였다. 18장의 미국 서부와 하와이 연안을 관측한 KOMPSAT-5 자료와 해양 부이 자료를 활용하여 후방산란계수 보정식을 산출하였고, 산출한 후방산란계수 보정식은 18장의 한반도 연안을 관측한 KOMPSAT-5 자료에 적용하여 해상풍을 산출하였다. 이론적으로 산출된 후방산란계수와 KOMPSAT-5에서 관측된 후방산란계수는 입사각에 따른 1차 함수 관계식을 따르는 것으로 나타났다. 보정식을 적용하기 전에는 2.89 m s-1의 상대적으로 큰 평균 제곱근 오차와 -0.55 m s-1의 편차를 보였다. 보정식을 적용한 후에는 각각 1.60 m s-1, -0.38 m s-1로 개선되었다. 입사각의 범위에 따라 후방산란계수 보정식의 개선 효과는 다르게 나타났다.
본 논문은 한국형 발사체(KSLV-II)의 스킨 추적 성능 향상을 위해 모노스태틱 RCS와 바이스태틱 RCS를 계산하고 그 결과를 비교 분석하였다. EM 수치해석을 이용하여 두 가지 경로(L, S)에 대해서, 발사체가 발사된 후 280~400초 구간에 대한 RCS 값을 계산하였다. RCS를 비교 분석한 결과, 바이스태틱 레이더 시스템을 이용할 경우 발사체를 L 경로로 발사할 경우는 제주추적소의 레이더를 수신기로 할 때 고흥추적소의 레이더를 수신기로 할 경우 보다 스킨 추적 성능이 우수하였고, S 경로로 발사한 경우는 고흥 추적소의 레이더로 수신할 때 제주 추적소에서 수신 할 경우보다 스킨 추적성능이 우수함을 알 수 있었다. 모노스태틱 시스템을 이용할 경우는 L 경로인 경우 고흥 추적소의 레이더를 사용할 경우가 제주 추적소 레이더를 사용하는 것보다 스킨 추적성능이 우수하며, S 경로인 경우는 제주 추적소의 레이더를 사용할 경우 고흥 추적소 레이더를 사용하는 것보다 스킨 추적 성능이 우수한 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 UHF 대 역용(911 MHz) 태그로 금속체 부착 가능한 태그로써 PIFA 형태 를 채택하여, $50{\times}30{\times}4$ mm의 크기로 칩의 임피던스(77-j100 ${\Omega}$)와 공액 정합이 되는 태그 안테나를 설계 및 제작하였다. RFID 태그로부터 backscattering 되는 필드, 즉 RCS(Radar Cross Section)을 통해 태그 안테나의 성능을 평가하였다. 제안된 태그 안테나는 칩의 임피던스에 쉽게 정합시킬 수 있는 간단한 구조이고, foam을 이용하여 저가에 생산할 수 있는 장점을 가지고 있다. RCS값이 칩이 단락일 때 RCS 값은 $-21\;dBm^2$이고, 정합일 때는 $-10.2\;dBm^2$로 효율적인 RCS 특성을 가지고 있다.
Wind speeds have long been estimated from C-band VV-polarized SAR data by using the CMOD algorithms such as CMOD4, CMOD5, and CMOD_IFR2. Some SAR data with HH-polarization without any observations in VV-polarization mode should be converted to VV-polarized value in order to use the previous algorithms based on VV-polarized observation. To satisfy the necessity of polarization ratio (PR) for the conversion, we retrieved the conversion parameter from full-polarized SIR-C SAR image off the east coast of Korea. The polarization ratio for SIR-C SAR data was estimated to 0.47. To assess the accuracy of the polarization ratio coefficient, pseudo VV-polarized normalized radar cross section (NRCS) values were calculated and compared with the original VV-polarized ones. As a result, the estimated psudo values showed a good agreement with the original VV-polarized data with an root mean square error by 0.99 dB. We applied the psudo NRCS to the estimation of wind speeds based on the CMOD wind models. Comparison of the retrieved wind field with the ECMWF and NCEP/NCAR reanalysis wind data showed relatively small rms errors of 1.88 and 1.91 m/s, respectively. SIR-C HH-polarized SAR wind retrievals met the requirement of the scatterometer winds in overall. However, the polarization ratio coefficient revealed dependence on NRCS value, wind speed, and incident angle.
Air intakes are an essential component of aircraft engines. They are mainly used to offer uniform airflows to engine faces. Fighter aircraft have to mask the engine face inside the fuselage in order to reduce the Radar Cross Section(RCS). Therefore, offset intakes like a S-Duct are one of promising components for this purpose. During a fight, it is unavoidable that the flow will enter the intakes at some face angles other than zero. In this case, the performance of the aircraft engine will be influenced to the angle of incidence. In this study, the CFD analysis of the semi-circular S-Duct with AR(0.5,0) is performed to investigate the influence of the angle of incidence on the performance of the S-Duct using a distortion coefficient. To consider the adverse pressure gradient, a $k-{\omega}$ SST turbulence model is employed. The secondary flow and flow separation are observed for all computational cases. It is found that the positive incidence angle produces the best performances.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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