초록 ▼

전파라고 하는 매체를 이용하여 외부 세계로부터 정보를 획득하기 위한 노력은 1931년 미국의 Jansky가 우주전파를 처음으로 검출한 이래 시작되었다. 이렇게 태동되어진 전파천문학은 이후 꾸준한 기술적 발전을 통해 현재는 Sub-millimeter 영역에 이르기까지 주파수 대역이 확충되었을 뿐만 아니라, 초고속 디지털 신호 처리 기법 등을 통하여 보다 넓은 대역폭에 걸쳐 보다 정밀한 관측을 수행할 수 있게 되었다. 그러나 전파는 광학 등에 비해 그 파장이 상대적으로 길기 때문에 공간적 분해능을 높이는 데는 상대적으로 많은 어려움을

전파라고 하는 매체를 이용하여 외부 세계로부터 정보를 획득하기 위한 노력은 1931년 미국의 Jansky가 우주전파를 처음으로 검출한 이래 시작되었다. 이렇게 태동되어진 전파천문학은 이후 꾸준한 기술적 발전을 통해 현재는 Sub-millimeter 영역에 이르기까지 주파수 대역이 확충되었을 뿐만 아니라, 초고속 디지털 신호 처리 기법 등을 통하여 보다 넓은 대역폭에 걸쳐 보다 정밀한 관측을 수행할 수 있게 되었다. 그러나 전파는 광학 등에 비해 그 파장이 상대적으로 길기 때문에 공간적 분해능을 높이는 데는 상대적으로 많은 어려움을 안고 있다. 실제로 이러한 공간 분해능을 높이기 위해서 안테나 구경을 확장하기 위한 수많은 노력들이 수행되어져 왔다. 그러나 안테나의 구경을 확장하는 일은 중력에 의한 효과로 인하여 필연적으로 한계를 지닐 수밖에 없었다. 다른 한 가지 대안으로서 전파 천문학의 태동기부터 여러 대의 안테나를 연결하여 관측을 수행할 경우, 그 기선의 길이에 해당하는 구경의 안테나와 상응하는 결과를 얻을 수 있으며, 이는 전파 천문학에 있어 그 공간 분해능을 크게 개선할 수 있는 방안으로서 간주되어 왔다. 그러나 이는 각 구성 안테나들을 어떻게 동기화할 것인가라고 하는 문제에 늘 부딪혀 왔다. 이에 대한 해결책으로 모색되어진 것 중 하나가 유선 또는 무선으로 국부발진신호를 공유시키는 방법으로 흔히 Array Antenna라고 불리우는 방법이다. 이를 통해 최대 수 십 km에 이르는 기선을 확보 할 수 있게 되었다. 한편, 1970년대 들어 인류가 원자시계를 손에 넣게 되면서부터 전파 천문학은 새로운 변화의 계기를 맞는다. 즉, 이 원자시계를 통해 여러 대의 안테나를 동기화 시킬 경우, 전 지구적인 또는 지구 외부의 관측소와 지구를 연결하는 초장거리 기선을 확보할 수 있는 가능성을 가지게 된 것이다. 바로 이러한 기술을 초장기선전파간섭계 혹은 VLBI라고 부른다. 이는 고감도 수신 기술, 원자시계 및 주파수표준 기술, 초정밀 신호처리 기술 및 소프트웨어가 결합된 전파천문학의 꽃이라 할 수 있다. 이러한 VLBI는 이미 광학관측을 능가하는 분해능과 정밀도를 갖고 있으며, 천체 관측은 물론 지구 규모의 측지 관측에도 활용되고 있다. 또한 최첨단 전파 신호 처리 기술들의 집약체로서 현재 많은 나라들에서 경쟁적으로 기술 개발들이 이루어지고 있다.

목차 Contents

• 1. 서론...15
• 2. 국내외 VLBI/VLBA 자료획득시스템 개괄...21
• 2.1 서론...22
• 2.2 다채널 VLBI자료획득시스템...23
• 2.3 VERA DAS...27
• 2.4 Atacana Large Millimeter Array(ALMA) DAS...41
• 3. KVNDAS 설계 및 제작 시방...47
• 3.1 서론...48
• 3.2 KVNDAS 개발을 위한 한국천문연구원의 제안 사항...50
• 3.3 KVNDAS 설계 및 제작 시방...58
• 4. KVNDAS 기저 대역 변환기 설계...77
• 4.1 서론...78
• 4.2 시스템 세부 사항...79
• 4.3 IFBC power budget 및 부품 리스트...86
• 5. KVNDAS 광 신호 전송기 설계...89
• 5.1 소개...90
• 5.2 광전송 시스템 상세 사항...91
• 5.3 부품 리스트...97
• 6. KVNDAS 고속 샘플러 설계...99
• 6.1 서론...100
• 6.2 고속 샘플러를 위한 설계 방안 모색...101
• 6.3 KVNDAS 고속 샘플러 설계(CXS-2048)...106
• 7. KVNDAS 디지털 필터 설계...115
• 7.1 서론...116
• 7.2 KVNDAS 디지털 필터 설계를 위한 이론적 고찰...117
• 7.3 KVNDAS 디지털 필터 설계...161
• 8. KVNDAS 자기 상관 분광기 설계...185
• 8.1 서론...186
• 8.2 KVNDAS 자기 상관 분광기 설계...187
• 9. KVNDAS 모의 성능 예상 평가...199
• 9.1 서론...200
• 9.2 모의실험 가정...201
• 9.3 모의실험 결과...205
• 9.4 결론...219
• 10. KVNDAS 구성 장비별 제작 단가 내역...221
• 10.1 총괄표...222
• 10.2 세부 내역...224
• 11. 결론...231