Jo, Se-Hyeon;Lee, Woo-Sin;Kim, Hack-Joon;Jin, So-Yeon;Yoo, In-Deok
한국컴퓨터정보학회논문지
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제23권12호
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pp.11-19
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2018
In the Unmanned Aerial Vehicle Line-Of-Sight datalink system, there is a possibility that the communication line is disconnected because line of sight can not be secured by one antenna due to changes in position and posture of the air vehicle. In order to prevent this, both top and bottom of air vehicle are equipped with antennas. At this time, if the signal can be transmitted and received by switching to an antenna advantageous for securing the line of sight, communication disconnection can be minimized. The legacy antenna switching method has disadvantages such that diffraction, fading due to the surface or obstacles, interference and reflection of the air vehicle are not considered, or antenna switching standard is not clear. In this paper, we propose an airborne antenna switching method for improving the performance of UAV LOS datalink system. In the antenna switching method, the performance of each of the upper and lower parts of the mounted antenna according to the position and attitude of the air vehicle is predicted by using the deep learning in an UAV LOS datalink system in which only the antenna except the receiver is duplicated. Simulation using flying test dataset shows that it is possible to switch antennas considering the position and attitude of unmanned aerial vehicle in the datalink system.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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pp.273-278
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2006
In order to use a GPS antenna for launch vehicles, it should be installed on the skin of the vehicle and be able to normally receive the live GPS signals during the vehicle's full flight mission. The GPS antenna on the surface of the launch vehicle is, however, exposed to higher temperature than inner equipments of the vehicle due to aerodynamic heating generated during the flight. Test specification of the GPS antenna for qualification of hot-temperature is determined to $+95^{\circ}C$ that is higher than inner components by $25^{\circ}C$. Test results in this paper show that the GPS antenna normally operates under the above environment.
In this study, an OTM(on-the-move) antenna which is mounted on ground vehicles and is used for mobile communication between vehicle and satellite while moving was addressed. Since LOS(line-of-sight) of antenna should direct satellite consistently while vehicle moving to guarantee high satellite communication quality, active antenna LOS stabilization is a core technology for OTM antenna. Stabilization of a satellite tracking antenna which consists of 2-DOF gimbals, an elevation gimbal over an azimuth gimbal, was considered in this study. In consideration of driving mechanism which consists of gear train and flexible driving shafts, a two-mass-system dynamic model coupled with vehicle motion was presented. An internal PI-control loop + outer PI-control loop structure has been suggested in order to damp the torsional vibration and stabilize control system. The classical pole-placement method was applied to design control gains. In addition, a vehicle motion compensation control beside of the feedback control loop has been suggested to improve LOS stabilization performances. The feasibility of the proposed control design was verified along with some experimental results.
이동체와의 통신은 항상 안테나가 이동체의 방향을 지향하고 있어야 한다. 본 연구에서는 안테나가 이동체를 지향하기 위해서 사용되는 방식중 이동체의 위치를 측정하여 이동체와 안테나 사이의 기하학적 위치관계로부터 안테나의 지향각을 결정하는 방법을 사용하였다. 안테나와 무인항공기에 각각 GPS를 설치하여 각각의 위치를 측정하고 계산된 지향각을 향하도록 안테나를 구동하였다. 안테나의 지향각과 일치시켜 설치한 카메라를 사용하여 무인항공기를 촬영하여 추적 안테나 시스템의 성능을 검증하였다
본 논문에서는 차량 내부에서 발생되는 안테나 방사패턴의 변화를 관찰하기 위해 모노폴 안테나를 사용하여 차량 내부에서 안테나의 방사패턴을 측정하였다. 다수의 반사파가 존재하는 좁은 공간에서는 안테나의 특성이 변해 무선 통신 환경에 영향을 끼칠 수 있다. 그러므로 실제 차량 내부에서 제공되는 무선 통신 서비스인 GPS 와 Wibro 동작 주파수 대역에서 안테나 방사패턴에 대한 모의실험과 측정실험을 수행하였다. 모의실험은 광선추적법을 기반으로 하였으며 측정실험은 각 동작 주파수 대역을 중심 주파수로 갖는 두 쌍의 모노폴 안테나를 제작하여 자유공간과 차량 내부에서 주파수에 따라 방사패턴을 측정하였다. 모의실험과 측정실험의 결과를 바탕으로 차량 내부와 자유공간에서의 안테나 방사패턴을 비교하였을 때 안테나의 전방향성 특성을 유지되며, 차량 내부에서 안테나의 수신전력이 자유공간에서의 결과보다 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 주파수가 증가할수록 자유공간과 차량 내부에서의 수신전력 차이가 증가하는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 소형발사체의 무선통신 시스템 검증을 위한 테스트 베드를 제안한다. 제안하는 테스트 베드는 안테나 테스트 커플러와 RF 감쇄기 및 스위칭 시스템으로 구성되어 있다. 안테나 테스트 커플러는 소형 발사체에 장착되어 있는 각 대역별 안테나를 서로 격리 시키며 무선신호를 송/수신하기 위한 장치이며 RF 감쇄기 및 스위칭 시스템은 각 대역의 안테나별 통신점검을 위하여 안테나별 경로를 선택해 주는 장치이다. 안테나 테스트 커플러 설계 결과, UHF-, S-, X-대역에서 39.3, 47.1, 56.1 dB 이상의 차폐율을 확인 할 수 있었다. 실제 소형 발사체에 적용하여 발사체 통신 시스템을 점검한 결과, 정상적으로 데이터 송/수신을 확인 할 수 있었으며, 안테나 경로 스위칭을 통하여 각 대역의 안테나별 통신 점검을 수행할 수 있었다.
The existing antenna that equipped with Micro Aerial Vehicle, microstrip antenna only can send and receive image signal because of limited bandwidth. But, proposed antenna that equipped with Micro Aerial Vehicle flight introduces tapered type patch antenna, also improves bandwidth then can transfer present location, altitude, movement speed. Furthermore, as a result of introduce stacked type, it transfers more quality of image signal, and represents most suitable performance in Korean peninsula that has many mountain peaks. In this paper, to transmit and receive the wideband signals with a antenna system, the wideband microstrip antenna is proposed and designed. This antenna operates at 2.4GHz. In this thesis, the resonance frequency of 2.4GHz and the reflective loss of the antenna of -22dB were calculated by measuring the fabricated Tapered Microstrip Patch Antenna which was designed with the resonance of 2.4GHz. The calculated gain and efficiency of antenna were 6.7dB and $60\%$ respectively. The characteristic of the bandwidth shows with $50\~60MHz$ which is $6.02\%$ at the basis of -l5dB reflective loss. The experimental results can be used in the characteristic of the resonators and this antenna produces a greatly enhanced bandwidth.
An L-band omnidirectional circular polarized wave antenna is designed and evaluated for transmitting/receiving of vehicle data. Conventional linear polarized wave antenna can not reveive clearly all of the vehicle data which come from the wide driving test range on account of distortion. To overcome this problem, an omnidirectional circular polarized wave antenna is required for the design, first of all, the characteristics, design principle and theoretical background of circular polarized wave with a little signal loss have been reviewed. The designed antenna characteristics an analysed and compared to the desired ones. Our results demonstrate that the strength of vehicle data is flat enough over the full test range using this new antenna.
The tracking antenna system must be always pointed to target moving vehicle. Especially, for an antenna mounted on a movable vehicle, it needs the stabilized antenna system. In this paper, two types of fuzzy controller were derived and applied to a data link antenna system and the altitude control of unmanned helicopter, respectively. A simplified Fuzzy-PID controller was designed for 2-axes antenna stabilization and tracking system and the performance was verified by simulations and experiments. Computer simulations were performed by Matlab and SIMULINK. A 2-Axes antenna (SeaTel 1898 model) was selected as test platform of this research. The antenna was modified by using two Blushless Direct Current motors and an embedded DSP controller. To verify the performance of designed antenna servo control system, the performance of the conventional PID controller and that of the Fuzzy-PID controller, designed by the same PID control gains, were compared.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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