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수상함 MOSCOS와 ES 방향탐지 안테나간의 전자기 간섭 개선을 위한 최적배치 연구
A Study on Optimal Deployment for Improvement of EMI between MOSCOS and ES DF Antenna on a Surface Ship 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.20 no.2, 2017년, pp.197 - 205  

장호성 (국방기술품질원 함정센터) ,  손윤준 (국방기술품질원 함정센터)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

During the sea trial, we discovered EMI between MOSCOS and ES DF antenna. CW emitted by MOSCOS raised the threshold level of ES DF antenna. As a result, direction finding rate of ES has been decreased. This is a study for the improvement of EMI between the antennas mounted on a surface ship. An anal...

주제어

#전자기 간섭   #해상작전 위성통신체계   #전자전 방향탐지 안테나   #재밍 송신기  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  •  이때, 고각 영역은 무 궁화 위성 지향고각을 고려하여 30° ~ 60°로 표현하였 고, 방위각 영역은 MOSCOS가 높은 지향성을 가지는 파라볼릭 안테나이므로 –15° ~ 15°로 설정하여 계측을 수행하였다.
  • MOSCOS와 재밍 송신기의 높이차에 따른 재밍 송신기 열잡음 영향성을 검토하기 위해 Fig. 13과 같이 전자파 무반향실에서 MOSCOS 수신레벨을 측정하였다. 이때, 안테나 높이차에 따른 열잡음 수신 경향을 확인하기 위해 재밍 송신부와 높이 차이가 없는 H1 지점, 0.
  • 그러나, 부엽에 의한 영향 성 검토가 필요하므로 좌현 MOSCOS 송신고각을 55° 및 60°로 설정하여 송신한 후 스펙트럼 분석기를 통해 좌현 ES DF ANT.
  • 다음으로 MOSCOS에 대한 재밍 송신기 방위각의 영향을 분석하기 위해 Fig. 15와 같이 전자파 무반향실에서 재밍 송신기 주파수에 따른 방위각별 열잡음 패턴을 측정하였다. 이때, Horn 안테나 수신부와 재밍 송신기 출력부를 16.
  • 53° 이하인 경우는 설치고각이 56° 미만이므로 배제한다. 따라서 수상함 주변 구조물과의 설치성 및 접근성을 고려하여 우현 MOSCOS를 기존 대비 함미 방향으로 4.2 m 이동하여 ES DF ANT.와의 설치고각이 57.
  • 수신레벨 계산, MOSCOS에 대한 재밍 송신기의 영향성 검토를 수행하였다. 본 개선사항에 대한 실선시험을 통해 MOSCOS 최적배치에 따른 전자기 간섭개선을 확인하였다.
  • 본 연구는 수상함의 MOSCOS와 ES DF ANT. 사이에서 발생하는 전자기 간섭 발생 원인을 분석하고 MOSCOS 최적배치를 제시하였다. 전자기 간섭을 해결하기 위해 고장탐구, 이론적 분석을 통한 개선안 제시, 실선 시험 과정을 거쳐 문제점을 해결하였다.
  • 두 안테나는 평면도상 배치각 233°로 설치되었으므로 전자기 간섭 발생 가능성이 있는 180° ~ 360° 영역에 대하여 좌현 ES DF ANT. 수신감도를 측정하였다.
  • 수신감도 측정, MOSCOS 송신레벨 측정, ES DF ANT. 수신레벨 계산 및 재밍 송신기 열잡음 측정을 통해 이루어졌다.
  • 의 수신감도 측정, MOSCOS의 고각 및 방위각별 송신레벨 측정 및 분석, Friis 전달공식에 따른 ES DF ANT. 수신레벨 계산, MOSCOS에 대한 재밍 송신기의 영향성 검토를 수행하였다. 본 개선사항에 대한 실선시험을 통해 MOSCOS 최적배치에 따른 전자기 간섭개선을 확인하였다.
  • 우현 ES DF ANT. 수신성능 개선의 정량적 확인을 위해 스펙트럼 분석기를 통해 수신감도를 측정하였다. Fig.
  • 본 연구는 함 운용 중 MOSCOS 송신파로 인해 ES DF ANT.의 신호가 소실되어 운용성능 제한이 발생함에 따라 전자기 간섭 발생 원인을 분석하여 MOSCOS 최적배치를 제시하였다. 원인 분석을 위해 ES DF ANT.
  • 13과 같이 전자파 무반향실에서 MOSCOS 수신레벨을 측정하였다. 이때, 안테나 높이차에 따른 열잡음 수신 경향을 확인하기 위해 재밍 송신부와 높이 차이가 없는 H1 지점, 0.7 m 높이 차이가 있는 H2 지점, 1.7 m 높이 차이가 있는 H3 지점으로 구분하여 각각의 경우에 대해 MOSCOS의 수신레벨을 측정하였다. MOSCOS 고각은 한국해역에서 무궁화 위성을 지향하는 고각인 45°로 설정하였으며, MOSCOS와 재밍 송신기간 거리는 3.
  • 사이에서 발생하는 전자기 간섭 발생 원인을 분석하고 MOSCOS 최적배치를 제시하였다. 전자기 간섭을 해결하기 위해 고장탐구, 이론적 분석을 통한 개선안 제시, 실선 시험 과정을 거쳐 문제점을 해결하였다.

대상 데이터

  • MOSCOS 고각은 한국해역에서 무궁화 위성을 지향하는 고각인 45°로 설정하였으며, MOSCOS와 재밍 송신기간 거리는 3.5 m로 설정하였다.
  • 본 연구는 수상함에 설치된 송신 안테나인 MOSCOS, 재밍 송신기와 수신 안테나인 ES DF ANT. 사이에서 발생한 전자기 간섭을 대상으로 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MOSCOS란 무엇인가? MOSCOS는 지상 무선망이 커버하지 못하는 영역에서 위성통신의 광역성을 이용하여 함정 및 각 함대 사령부와 음성, 그룹 통화, 데이터 통신의 목적으로 개발된 장비이다. 36,000 km 상공의 정지 궤도 위성인 무궁화 위성을 이용하여 송신거리 제한과 지형적 제약을 극복하고, 해상에서 위성 신호를 수신하여 작전 통신망 운영 능력을 강화하였다[2,3].
MOSCOS가 송출하는 고출력 전자파로 인해 발생할 수 있는 문제는 무엇인가? 현대 수상함은 임무 수행을 위해 다수의 통신장비, 레이더 및 센서를 탑재하고 있으며 제한된 공간에 탑재된 장비들은 운용 시 문제가 발생하지 않도록 전자기 간섭 최소화 위치에 배치된다. 그러나, 고출력 전자파를 송출하는 MOSCOS와 같은 위성통신 장비는 무기체계나 ES DF ANT.와 같은 탐지 장비에 예기치 못한 전자기 간섭을 유발할 수 있다[1,2]. 본 연구는 수상함에 설치된 송신 안테나인 MOSCOS, 재밍 송신기와 수신 안테나인 ES DF ANT.
MOSCOS 송신파로 인해 ES DF ANT.의 신호가 소실되는 문제점을 해결하기 위하여 MOSCOS를 어떻게 배치하면 되는가? 우현 MOSCOS를 함미 방향으로 4.2 m 이동하여 우현 ES DF ANT.와의 상호간 설치고각이 44.7°에서 57.4°로 증가되었다. 선정된 위치에서 전자기 간섭 개선에 대한 검증 결과, ES DF ANT.의 수신감도 저하 문제가 해결 되어 수신 성능이 크게 향상되었다.
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참고문헌 (9)

  1. J. H. Lee, J. H. Kwon and K. H. Song, "Analysis of the Electric-field Characteristics of V/UHF Antennas Installed on a Shipboard," Jounal of the Korea Institute of Military Science and Technology, Vol. 11, No. 6, pp. 74-75, 2008. 

  2. The Society of Naval Architects of Korea, "Naval Ship," Text Books, Korea, pp. 438-440, 2015. 

  3. H. W. Park, H. S. Lee and W. S. Yoon, "Performance Analysis of Cooperative Communication with Spread Spectrum to Overcome Channel Blockage for On-The-Move Terminal in Next Generation Satellite Communication Systems," Jounal of Korea Information and Communications Society, Vol. 39, No. 9, pp. 757-758, 2014. 

  4. J. S. Im, "The Proceedings of the Korean Electromagnetic Engineering and Science," Journal of Korea Institute of Electromagnetic Engineering and Science, Vol. 11, No. 4, pp. 53-63, 2000. 

  5. J. H. Kim, E. C. Kim and J. M. Lee, "Jamming Technology on Military Communication," Information and Communications Magazine, Vol. 26, No. 3, pp. 32-34, 2009. 

  6. K. M. Hwang and J. M. Ahn, "Performance of OTM(On-The-Move) Satellite Terminal over Satellite Channel with Blockage for Korean Local Road," Korean Institute of Communications and Information Sciences Winter Conference, pp. 682-683, 2016. 

  7. J. S. Lim, G. S Chae and M. N. Kim, "An Analysis of Multi-path Propagation Characteristics Using DTM : Considering Slope of the Ground Surface," Jounal of the Korea Institute of Military Science and Technology, Vol. 10, No. 3, pp. 71-72, 2007. 

  8. Sergio Conceicao, "Ns-3 Simulation Model for Underground Networks," Faculdade de Engenharia da Universiade do Porto, pp. 10-11, 2014. 

  9. William Mark Smtih, "Urban Propagation Modeling for Wireless Systems," The Department of Electrical Engineering and the Committee on Graduate Studies of Stanford University, pp. 12-15, 2004. 

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