• 한국전자파학회논문지
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• 제29권8호
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• pp.648-659
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• 2018

본 논문에서는 우주감시레이다에 대한 지구 대기권 영향을 분석하기 위해 대기 굴절에 의한 고도 오차 및 주파수별 전리층 시간 지연에 의한 거리 오차를 레이다 고각에 따라 도출하였다. 이를 위해 국내 기상관측소 측정 데이터를 이용하여 지역별/계절별 특성을 고려한 전파 굴절도 프로파일을 모델링하고, 광선추적법을 이용하여 전파 굴절에 의한 고도 오차를 도출했으며, 주파수에 따른 전리층 거리 오차를 도출하였다. 또한, 해외 우주감시레이다 및 국내 제안된 우주감시 레이다를 토대로 레이다 오차 특성에 따른 레이다 설계 고려사항에 대해 알아보았다. 따라서 이러한 지구 대기권에 의한 우주감시레이다 오차 특성 분석은 향후 우주감시레이다 설계 시 레이다 위치, 레이다 조향 범위 및 주파수 선정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권3호
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• pp.214-224
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• 2018

지속적인 우주개발은 인공위성의 지구 추락, 우주잔해물과 우주선 간의 충돌 등 우주위험의 발생 가능성을 크게 증가 시킨다. 국내에서는 이러한 우주위험을 감시하기 위한 광학감시체계 구축은 진행하였으나, 독자적인 상시 우주감시 정보 획득 능력을 갖는 우주감시 레이다기술에 대해서는 확보가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 재진입하는 우주물체의 추락 위험 및 저궤도 자국 위성의 충돌 위험에 대응하기 위한 우주감시 임무 분석 및 레이다 요구사항 도출을 통해, 우주물체의 탐지 및 추적을 위한 L-band 위상배열레이다 시스템을 제안한다. 우주감시 임무 분석 및 미국, 유럽 등 해외 선진 시스템의 사례 분석을 바탕으로 레이다 고려사항을 정의하고 레이다를 설계하였으며, 지름 10 cm 우주 파편에 대해 최대탐지거리 1,576 km를 가질 뿐, 아니라 탐지 범위 분석을 통해 국내 운용 중인 인공위성에 대해 우주감시 임무 수행이 가능함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.447-454
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• 2016

우주파편의 증가는 지구궤도 환경을 날이 갈수록 복잡하게 만들고 있고 우주상황인식(SSA)의 중요성은 날로 높아지고 있다. 우주상황인식의 필수적인 분야인 우주물체 감시 및 추적은 미국과 유럽을 비롯한 세계 각국에서 활발히 연구가 진행되고 있으며, 레이더는 우주물체 감시 및 추적에 중추적인 역할을 하는 센서이다. 한국은 현재 다목적실용위성 등 다수의 저궤도위성을 운영 중이지만, 위성과 우주물체간의 충돌 감시를 위한 전용레이더는 보유하고 있지 않다. 하지만 한국항공우주연구원 나로우주센터는 발사체 궤적을 추적하기 위한 레이더를 고흥과 제주에 각각 운영하고 있다. 본 논문에서는 나로호 발사체 추적레이더를 국제우주정거장 추적에 사용하기 위해 운용개념을 개발한 내용과 국제우주정거장을 추적한 내용을 기술한다. 또한 추적결과 획득한 레이더 데이터를 이용하여 국제우주정거장을 궤도결정한 내용을 기술하고 TLE와 비교하여 궤도결정의 유효성을 분석하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.616-622
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• 2024

최근 들어 각국이 경쟁적으로 우주개발에 막대한 자금을 투자하고 있고 수 만개의 인공위성 및 스파이 위성, 우주 잔해 등 우주 위험이 증가하는 추세다. 이에 따라 우주를 감시하기 위한 여러 자산이 있지만 상시 및 광역 감시가 가능한 레이다를 이용한 우주 물체 탐지에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존의 레이다 시스템은 수 백키로 이내의 항공기, 함정, 미사일 등을 탐지하기 위해 운용했다면 우주 물체를 탐지하기 위한 레이다는 수천 키로까지 확장해 운용을 해야한다. 이러한 경우 신호처리를 해야 하는 데이터 크기가 증가하며 이는 레이다 운용에 지연을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 레이다를 이용한 우주 물체 탐지시 GPU를 활용해 신호처리를 고속화하는 방법을 제안하고 CPU 대비 성능을 비교해 이를 검증하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권4호
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• pp.303-314
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• 2017

With increased human activity in space, the risk of re-entry and collision between space objects is constantly increasing. Hence, the need for space situational awareness (SSA) programs has been acknowledged by many experienced space agencies. Optical and radar sensors, which enable the surveillance and tracking of space objects, are the most important technical components of SSA systems. In particular, combinations of radar systems and optical sensor networks play an outstanding role in SSA programs. At present, Korea operates the optical wide field patrol network (OWL-Net), the only optical system for tracking space objects. However, due to their dependence on weather conditions and observation time, it is not reasonable to use optical systems alone for SSA initiatives, as they have limited operational availability. Therefore, the strategies for developing radar systems should be considered for an efficient SSA system using currently available technology. The purpose of this paper is to analyze the performance of a radar system in detecting and tracking space objects. With the radar system investigated, the minimum sensitivity is defined as detection of a $1-m^2$ radar cross section (RCS) at an altitude of 2,000 km, with operating frequencies in the L, S, C, X or Ku-band. The results of power budget analysis showed that the maximum detection range of 2,000 km, which includes the low earth orbit (LEO) environment, can be achieved with a transmission power of 900 kW, transmit and receive antenna gains of 40 dB and 43 dB, respectively, a pulse width of 2 ms, and a signal processing gain of 13.3 dB, at a frequency of 1.3 GHz. We defined the key parameters of the radar following a performance analysis of the system. This research can thus provide guidelines for the conceptual design of radar systems for national SSA initiatives.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.1090-1097
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• 2007

다중 빔 탐색 레이다는 디지털 빔 형성 기술을 이용하여 수신시 적층 빔을 형성하는 최신의 3D(3 Dimensional) 레이다 기술이다. 본 논문에서는 다중 빔 3D 레이다의 빔 형성기 설계 개념 및 다중 경로 현상이 없는 정상 환경 상태에서 표적 고도 추출 방법을 제안하고 고찰해 보고자 한다. FFT(Fast Fourier Transform)수신 빔형성기에서 안테나 정현 공간(sine space) 좌표계 기반으로 표적 고도 추출 알고리듬에 대해 기술하였다. 제안된 알고리듬은 1개의 look-up 테이블을 이용하여 다양한 고도 및 레이다 주파수 대역에 대해서 일치하는 결과가 나오는 것을 시뮬레이션으로 확인하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 춘계학술발표회
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• pp.41-45
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• 2006

From the 1978 Seasat synthetic aperture radar(SAR) to present systems, spaceborne SAR has demonstrated the capability to image the Earth's ocean and land features over broad areas, day and night, and under most weather conditions. The application of SAR for surveillance of commercial fishing grounds can did in the detection of illegal fishing activities and provides more efficient use cf limited aircraft or patron craft resources. In the area of vessel traffic monitoring for commercial vessels, Vessel Traffic Service (VTS) which uses the ground-based radar system has some difficulties in detecting moving ships due to the limited detection range cf about 10 miles. This paper introduces the field testing results of ship detection by RADARSAT SAR imagery, and proposes a new approach for a Vessel Monitoring System(VMS), including VTS, and SAR combination service.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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• pp.127-132
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• 2007

From the 1978 Seasat synthetic aperture radar(SAR) to present systems, spaceborne SAR has demonstrated the capability to image the Earth's ocean and land features over broad areas, day and night, and under most weather conditions. The application of SAR for surveillance of commercial fishing grounds can aid in the detection of illegal fishing activities and provides more efficient use of limited aircraft or patrol craft resources. In the area of vessel traffic monitoring for commercial vessels, Vessel Traffic Service (VTS) which uses the ground-based radar system has some difficulties in detecting moving ships due to the limited detection range of about 10 miles. This paper introduces the field testing results of ship detection by RADARSAT SAR imagery, and proposes a new approach for a Vessel Monitoring System(VMS), including VTS, and SAR combination service.

• 우주기술과 응용
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• 제4권1호
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• pp.1-11
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• 2024

한국천문연구원이 개발한 인공위성 레이저 추적 시스템(satellite laser ranging, SLR)은 지상에서 극초단파 펄스 레이저를 발진하여 우주물체를 추적하는 관측 영역에서 레이저에 의해 비행체가 피폭되지 않도록 사전에 이를 탐지하고, 레이저 발진을 중지시키는 것을 목적으로 비행체 감시 레이더 시스템을 거창 SLR 시스템에 개발하였다. 개발한 비행체 감시 레이더 시스템은 고주파대역(X-band) 레이더로 SLR 시스템이 지향하는 방향에 라디오 주파수(radio frequency, RF) 펄스 신호를 송신하고 수신하는 RHS(radar hardware subsystem)와 SLR 운영시스템과 인터페이스를 유지하면서 RHS로부터 획득한 RF 펄스 신호를 바탕으로 비행체 검출 여부 판단 및 레이저 발진을 중지시키는 MCS(main control subsystem)로 구성하였다. 본 논문에서는 비행체 감시 레이더 시스템을 구성하는 RHS와 MCS 설계 내용을 기술하고, SLR 운영시스템과의 인터페이스 및 운용 시나리오를 제시한다. 개발된 비행체 감시 레이더 시스템은 항공기를 이용한 실증 시험을 통해 비행체 검출 및 레이저 중지 신호를 발생하는 것을 확인하여 검증하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권2호
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• pp.105-115
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• 2020

The Korean Institute of Technology Satellite (KITSAT-1) is the first satellite developed by the Satellite Technology Research Center and the University of Surrey. KITSAT-1 is orbiting the Earth's orbit as space debris with a 1,320 km altitude after the planned mission. Due to its relatively small size and altitude, tracking the KITSAT-1 was a difficult task. In this research, we analyzed the tracking results of KITSAT-1 for one year using the Midland Space Radar (MSR) in Texas and the Poker Flat Incoherent Scatter Radar (PFISR) in Alaska operated by LeoLabs, Inc. The tracking results were analyzed on a weekly basis for MSR and PFISR. The observation was conducted by using both stations at an average frequency of 10 times per week. The overall corrected range measurements for MSR and PFISR by LeoLabs were under 50 m and 25 m, respectively. The ionospheric delay, the dominant error source, was confirmed with the International Reference of Ionosphere-16 model and Global Navigation Satellite System data. The weekly basis orbit determination results were compared with two-line element data. The comparison results were used to confirm the orbital consistency of the estimated orbits.