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정지궤도 위성의 전개형 통신 안테나 정밀정렬
Deployable Communication Antenna Alignment for Geostationary Satellite 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.39 no.3, 2011년, pp.279 - 288  

최정수 (한국항공우주연구원 정지궤도위성체계팀) ,  문상무 (한국항공우주연구원 우주환경시험팀) ,  윤용식 (한국항공우주연구원 우주환경시험팀) ,  김형완 (한국항공우주연구원 정지궤도위성체계팀) ,  최성봉 (한국항공우주연구원 정지궤도위성체계팀)

초록
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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$${\pm}\;0.013^{\circ}$ 이내에서 검증되었으며, Ka 대역 전개형 안테나의 최종 정렬은 허용오차 ${\pm}\;0.5mm$${\pm}\;0.015^{\circ}$ 이내인 요구조건을 만족할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper will discuss the alignment techniques and measurement results of geostationary satellite communication antennas for correct antenna pointing and also the fixtures. To get the best performance in terms of antenna pointing and fixtures, zero G condition have been simulated and laser tracker...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 천리안위성에 탑재된 Ka 대역 전개형 접시 안테나를 정밀정렬 하기 위해 무중력 상태를 모사하고 위성의 굽힘 특성을 측정하여 정렬 요구조건에 이를 반영하였다. 아울러 발사환경시험 전후의 정밀정렬을 측정하여 비교함으로써 정렬 안정성을 검증하고, 우주환경시험을 위해 제거하였던 전개형 안테나를 재장착하고 최종 정렬한 결과를 고찰하고자 한다.
  • 본 연구에서는 극심한 우주환경에서 작동해야하는 통신탑재체인 전개형 접시 안테나에 대한 정밀정렬을 하기 위해 레이저 추적기와 데오드라이트 측정 시스템을 동시에 이용하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 본 논문에서는 천리안위성에 탑재된 Ka 대역 전개형 접시 안테나를 정밀정렬 하기 위해 무중력 상태를 모사하고 위성의 굽힘 특성을 측정하여 정렬 요구조건에 이를 반영하였다. 아울러 발사환경시험 전후의 정밀정렬을 측정하여 비교함으로써 정렬 안정성을 검증하고, 우주환경시험을 위해 제거하였던 전개형 안테나를 재장착하고 최종 정렬한 결과를 고찰하고자 한다.
  • 위성의 정밀정렬이 필요한 장치들은 기계적으로 얼마나 정확하게 부착되었는지도 중요하지만 위성에 장착된 장치들의 기능적 방향 지향성이 실제적인 성능에 영향을 미치기 때문에 위성에 장착된 장비들의 기능적 방향 지향성을 설계요구조건에 맞추는 것이 정밀정렬의 목표가 된다. 그러나 장치가 위성에 장착된 이후에는 위성의 기준 좌표계에 대한 장치들의 기능적인 방향정보를 정확하게 확인하기 어렵다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
천리안 위성에 탑재된 것들은 무엇이 있는가? 국내 최초로 개발되어 발사에 성공한 정지궤도 위성인 천리안 위성은 Ka 대역 통신 탑재체, 해양 탑재체 그리고 기상 탑재체를 탑재한 복합 임무 위성이다. 본 위성의 개발 사업은 2003년 7월에 시작하였으며 2010년 6월 프랑스령 기아나에서 Ariane 5 발사체를 사용해 발사에 성공하였다.
천리안 위성은 언제 어디서 어떤 발사체를 이용하여 발사되었는가? 국내 최초로 개발되어 발사에 성공한 정지궤도 위성인 천리안 위성은 Ka 대역 통신 탑재체, 해양 탑재체 그리고 기상 탑재체를 탑재한 복합 임무 위성이다. 본 위성의 개발 사업은 2003년 7월에 시작하였으며 2010년 6월 프랑스령 기아나에서 Ariane 5 발사체를 사용해 발사에 성공하였다.
천리안 위성의 통신 탑재체는 무엇으로 구성되어 있는가? 천리안위성의 통신 탑재체는 우주 인증 및 공공이용 등을 위해 국내에서 개발된 위성용 다중밴드 안테나 시스템으로써 Ka 대역 중계기 3채널과 전개형 접시 안테나 2기로 구성된다. 이들 탑재체는 극심한 발사하중과 우주환경에서 성능저하나 이상이 발생하지 않아야 하므로 발사환경시험, 우주환경시험, NFR (Near-Field Range)시험, CATR (Compact Antenna Test Range)시험 등이 수행되어 부품 레벨에서의 성능이 검증된 바 있다[1].
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참고문헌 (9)

  1. J.S.CHOI, Y.D.Lee, S.P.Lee, " Performance Verification of Ka Band Multi-beam Antenna" KSAS-JSASS Joint International Symposium, 2008, pp. 238-243. 

  2. 최정수, 김형완, 문상무, 윤용식, "정지궤도 위성의 얼라인먼트 기준정보 측정", 한국항공우주 학회 추계학술발표회논문집, 2010, pp. 890-893. 

  3. 윤용식, 박홍철, 손영선, 최종연, "데오도라이트를 이용한 위성체 얼라인먼트 측정에 관한 연구", 한국항공우주학회지 제 31권 10호, 2003, pp. 105-111. 

  4. 윤용식, 박홍철, 손영선, 이병기, "통신방송 위성 안테나 얼라인먼트 측정", 항공우주기술 제3권 1호, 2004, pp. 117-125. 

  5. P. Signoret, "KARI AMS User Manual", ESIC, 1997. 

  6. Manuel Sierra Castaner, "Rotation of patterns in the measurement of COMS antennas", E.T.S.I de Telecomunicacion, 2009. 

  7. Dr. Stephen Kyle, "Axyz System Concepts, procedures and definitions", Leica Geosystems AG, 2000. 

  8. 위성기술사업단, "AMS-2 User Manual", 항공우주연구원, 2007. 

  9. Dr. Stephen Kyle, "Axyz CDM-Core Data Moudule: Software Reference Manual", Leica Geosystems AG, 2000. 

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