여러 가지 형태의 수동 레이더 반사기가 사용되고 있지만, 해양의 악조건 즉, 파도의 높이나 해풍의 속도에 견뎌내기 위한 크기는 한정되어질 수밖에 없으므로 유효 반사 단면적은 제한되어질 수밖에 없다. 따라서, 저전력, 저가격으로 응답의 신뢰성를 높일 수 있는 능동장치의 필요성을 검토하게 되었다. 능동형 레이더 반사기는 마이크로웨이브 증폭기와 분리된 송수신 안테나로 구성되고 수신된 레이더 신호를 자동적으로 증폭해서 재전송한다. 해상의 악조건에서도 소형선박이나 항해표지에 대한 레이더 응답의 명확성을 개선시키므로, 해상항해에서의 안전성을 직접적으로 증가시킬 것이다.
IMO 항해안전위원회에서는 능동형 레이더 반사기(Radar Target Enhancer : RTE)를 소형선박에 적용하는 문제를 검토중에 있다. 이에 따라 국내에서도 RTE 개발의 타당성과 이용에 대한 사전검토가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 외국에서 보고된 RTE에 대한 실험자료를 토대로 하여 RTE가 가지는 몇가지 중요한 기술적인 문제점들을 분석$\cdot$요약하고, 향후 RTE를 소형선박 뿐만 아니라 항로표지에 설치하고자 할 때, 그 해결방안을 사전검토하고자 한다. 또한 IMO 항해안전 소위원회의 의제를 토의할 때 RTE가 가지는 문제점들을 명확히 이해하여 반영할 수 있도록 함과 동시에 국내에서 RTE를 개발하고자 할 때 중점 연구대상 항목을 제공하는데 그 목적이 있다.
탑재체 (Payload)는 수동형과 능동형으로 분류되며 , 다양한 형태의 레이더 영상(Radar Image)을 획득하기 위한 위성은 일반적으로 능동형 탑재체인 SAR(Synthetic Aperture Radar)를 이용한다. SAR 위성은 탑재체에서 송신한 전파가 반사되는 것을 획득하여 영상을 형성한다. 때문에 위성이 반사신호를 설계한대로 획득하여 영상을 구성하기 위해서는 궤도에서 실제로 획득한 지상 영상을 기반으로 검보정을 수행하여야 한다. 이에 필요한 것이 지상 목표물인 각면판 반사기(CR; Corner Reflector)이다. 반사기(Reflector)는 다양한 형태가 있으며, SAR를 탑재한 위성의 특성 및 운영목적에 적절하게 설계되어 활용된다. 여기서는 최적의 반사기와 효율적인 반사기들의 특성을 확인하고 그에 대한 고찰을 수행하였다. 또한 그 결과를 바탕으로 삼면판 반사기(Trihedral Corner Reflector)를 설계하고 관련 성능을 확인하였다.
다목적실용위성 5호는 영상 레이더(SAR: Synthetic Aperture Radar)을 탑재하여 야간이나 구름이 있는 지역에 대해서도 지속적인 영상촬영이 가능하다. 발사 후 초기 운영 시험에서는 SAR 탑재체에 의해 관측된 영상에 대한 기하 및 복사 보정을 수행한다. 이러한 보정은 지표상의 위치 및 RCS(Radar Cross Section)을 알고 있는 보정장치에서 반사된 SAR 신호에 의해 나타난 영상 픽셀에서의 위치 및 값을 이용하여 처리된다. 이러한 보정을 위해 기존 반사기와 달리 능동 트랜스폰더는 RCS 값을 변경할 수 있으며, 내부 시간 지연 기능에 의해 가상의 위치로 이동하는 효과를 영상에서 나타낼 수 있다. 본 논문에서는 능동 트랜스폰더의 개발에 필요한 요구사항을 도출하여 이로부터 설계, 조립 및 시험결과를 정리하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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