• 한국음향학회지
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• 제19권1호
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• pp.16-24
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• 2000

본 논문에서는 긴 왕복 지연시간(round trip delay)이 시스템 성능의 주요 제한 요소로 작용하는 DS/CDMA 기반의 저궤도 이동 위성 시스템에서 가변 스텝사이즈(step size) 방식을 적용한 폐루프(closed loop) 전력제어방식의 성능분석을 수행하였다. 저궤도 위성 통신 채널은 지상의 이동통신 채널과는 근본적으로 다른 긴 왕복 지연 시간이나 앙각(elevation angle)과 같은 고유의 페이딩 효과를 반영하여야 하므로 ESA(Europe Space Agency)의 실측 된 데이터를 기반으로 하여 저궤도 이동통신 채널모델을 구현하였다. 통상적으로 저궤도 위성 시스템에서 위성을 통한 이동 단말기와 관문국사이의 왕복 지연시간은 10∼20ms이므로, 지상에서 사용되는 폐루프 전력제어의 효과는 극히 제한적이고 미미하므로 긴 왕복시간 이나 앙각에 따른 페이딩을 효과적으로 극복하기 위해서는 가변 스텝사이즈 조절방식을 적용한 적응적인 전력제어 방식이 요구된다. 본 논문에서는 이러한 가변 스텝사이즈 조절 방식을 적용한 폐루프 전력제어 방식의 성능을 평가한 결과, 고정 스텝사이즈를 갖는 기존의 폐루프 전력제어 방식보다 왕복 지연시간과 앙각에 따른 신호 대 간섭비(signal to interference ratio; SIR)의 편차값이 현저히 감소됨을 확인하였다. 특히, 전력제어 명령을 측정하는 구간이 왕복 지연시간의 두 배정도가 가장 최적이라는 결론을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.796-805
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• 2000

30dB의 선형이득과 2.6dB의 잡음지수 성능을 갖는 위성통신중계기용 30GHz대 저잡음증폭기 모듈이 MMIC와 박막 MIC기술로 개발되었다. 두 종의 MMIC 회로가 저잡음증폭기 모듈에 사용되었는데, 하나는 초저잡음용 MMIC 회로이고, 다른 하나는 광대역 고이득용 MMIC 회로이다. MMIC 회로 제작에 사용된 증폭소자는 0.15$mu extrm{m}$게이트 길이를 갖는 pHEMT이다. 두 개의 MMIC 회로를 상호 연결하고 저잡음증폭기 모듈을 완성하기 위하여 박막기술을 이용하여 마이크로스트립 선로를 구현하였으며, 안정된 DC 전원 공급을 위하여 후막기술을 이용한 바이어스 회로를 개발하였다. 저잡음증폭기 모듈의 입력측은 위성중계기의 안테나로부터의 신호를 받아들이기 위하여 도파관 형태로 설계되었으며, 출력측은 주파수변환부와의 접속을 위하여 K-컨넥터로 구현되었다. 모든 제작 공정에는 실제 위성용 부품 제작 기술이 도입되었으며, 위성중계기에 탑재되는 부품에 요구되는 온도시험 및 진동시험을 실시하였다. 제작된 저잡음증폭기 모듈은 동작목표 대역인 30~31GHz에서 30dB 이상의 이득, $\pm$0.3dB의 이득평탄도, 그리고 2.6dB이하의 우수한 잡음지수를 가진 것으로 측정되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.151-157
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• 2019

방송 및 통신에 널리 이용하는 정지궤도 위성 통신에서는 경로 상에서 신호 전력이 크게 감소하는 경로 손실 (path loss)이 발생한다. Ka 밴드 주파수는 강우 감쇠에 취약하여 링크 버짓을 계산할 때 강우 감쇠를 고려하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 한국의 4개 지역(서울, 인천, 부산, 제주)의 2000년도 이후 강우 데이터를 이용하여 강우 추이를 분석하고 강우 강도 및 강우 감쇠를 계산하였다. 이를 이용하여 천리안 위성의 다운 링크에 대한 위성 링크 버짓 및 수신 성능을 해석하였다. 본 연구에서 18년간의 강우 데이터를 이용하여 연시간율 0.5%인 강우강도일 때 계산한 G/T 결과는 국제전기통신연합(ITU)의 Zone-K 강우 모델의 경우와 비교하여 약 $8.5dBK^{-1}$ 증가하였고, 한국정보통신기술협회(TTA)에서 13년간의 강우 데이터로 계산한 G/T 보다 약 $1.2dBK^{-1}$ 감소하였다. 본 연구의 결과는 국내 설치 위성 지구국의 G/T 설계에 활용될 수 있다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.80-85
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• 2017

본 논문에서는 지상에서 시험 중에 발생한 X-대역 원통형 도파관 캐비티 필터의 방전을 소개하고, 원인 분석을 위하여 수행한 전자장 시뮬레이션 결과와 실제 운용궤도에서의 발생 가능성에 대하여 분석한 내용을 기술하였다. 전자장 시뮬레이션을 위하여 상용 툴(FEST3D)을 이용하여 필터를 모델링하고 대역폭 안팎의 주파수 신호(1 W Continuous Wave)를 입력하면서 필터 내부의 전계를 살펴보았다. 이 결과, 대역폭 중심보다는 가장자리(band edge) 주파수 신호가 입력되었을 때 필터 내부의 튜닝 스크류에서 더 강한 전계가 형성되는 것으로 나타났다. 그리고 방전 임계 전력을 산출하여 필터에 실제 입력된 전력과 비교해 본 바, 방전 임계값을 초과하는 전력이 필터에 입력되었고 이에 따라 강한 전계가 발생하고 온도가 급격히 상승하여 전기적인 단락으로 이어진 것으로 파악되었다. 추가적인 분석 결과 이 방전은 실제 운용궤도에서는 발생할 가능성이 낮고, band edge 주파수가 필터에 입력되더라도 멀티팩터(multipactor) 현상은 일어나지 않을 것으로 예측되었다. 지상에서 일어날 수 있는 마이크로파 방전에 대한 대책으로서 band edge 신호 입력을 피하거나 전력 레벨을 낮게 입력하는 방법을 제안하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.541-548
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• 2005

본 논문에서는 모의 실험과 측정을 통해 단면이 직사각형인 터널에서 위성 DMB 상용 주파수 대역인 2.65GHz 신호의 전파전파 특성을 분석하였다. 스펙트럼 분석기와 위성 DMB 말기를 이용하여 직선 터널과 300 m의 곡률 반경을 갖는 곡선 터널에서 수신 전력을 측정하여 경로 손실 특성을 비교 분석하였다. 또한 동일한 환경에 대해 ray-launching 방법을 이용한 모의 실험을 수행하여 경로 손실을 예측하고 측정 결과와 비교 분석하였다. 모의실험을 통한 수신신호의 평균 전력은 측정 결과와 2 dB 이내의 오차를 보였으며 이를 통해 시뮬레이터의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 측정 결과를 통해 직선 터널과 곡선 터널의 경로 손실 지수는 3.21, 3.98로 차이가 발생함을 알 수 있었다. 이는 곡선 터널의 경우 직접파는 존재하지 않으며 다수의 벽면 반사로 감쇄되어 수신되는 반사파만이 수신기에 도달하기 때문이다. 모의 실험 결과 또한 직선 터널과 곡선 터널의 경로 손실 지수는 3.2, 3.95로 예측할 수 있었으며 이 값은 측정 결과와 거의 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.43-49
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• 2017

일반적인 위성 항법 장치 수신기는 루프 필터 기반의 스칼라 추적 루프를 통해 신호 추적이 이루어진다. 본 논문에서는 루프 필터를 LQG 제어기로, 스칼라 추적 루프를 벡터 추적 루프로 대체한 LQG 기반 벡터 추적 루프의 성능을 정확성과 강건성 측면에서 살펴보았다. 정확성을 판단하기 위해서, 일반적인 루프 필터 기반 스칼라 추적 루프 대비 LQG 기반 스칼라 추적 루프의 측정치 추정 오차가 60% 이상 향상됨을 확인하였다. 다음으로 LQG 기반 스칼라 추적 루프 대비 LQG 기반 벡터 추적 루프의 측정치 추정 오차의 성능 향상과 위성 개수 증가에 따른 위치/속도 추정 오차 성능 향상을 확인함으로써 정확성을 확인하였다. 마지막으로 4초 동안의 30 dB-Hz의 일시적 신호 감쇄 상황에서 루프 필터 기반의 스칼라 추적 루프는 신호 추적에 실패하는 반면, LQG 기반 벡터 추적 루프는 연속적으로 위치/속도, 측정치 추정이 가능함을 확인함으로써 강건성을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권5호
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• pp.200-209
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• 2018

일반적으로 자율주행 차량은 측위를 위하여 GNSS(Global Navigation Satellite System)에서 절대위치 신호를 수신하여 지도에 매칭하는 방식을 사용한다. 하지만 도심이나 터널에서 정상적인 위성신호를 수신하기 어렵기 때문에 추측항법(Dead Reckoning)으로 절대위치를 추측하므로 누적 오차의 주기적 보정이 병행되어야 한다. 본 연구에서는 자율주행시 GNSS 위치 신호 수신이 어려운 터널 내에서 사용되는 추측항법의 오차를 일정수준 이하로 유지하기 위하여 기존 도로시설물을 이용한 오차 보정을 위한 시설물의 선정 방법을 제안하였다. 시설물의 특성으로서 모양, 설치위치 등 '다양성' 검토를 위하여 관련 기준 검토, 영상 및 라이다센서 조사로 얼마나 잘 인지하는 지에 대한 '인지성' 조사, 설치위치 및 간격에 의한 '규칙성'을 조사하여 후보시설물을 선정하였다. 본 연구 결과로 측위오차 보정 지원시설로 소화전함/안내표지(50m), 유도표지등A(300m), Lane Control System(500m), 최고/최저속도제한표지, 제트팬을 선정하였으며, 기존 시설물만으로 오차 보정이 가능하다고 판단하였다. 본 연구의 결과는 자율주행 차량의 터널내 측위보정시 활용될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.609-617
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• 2016

일반적으로 보행자의 위치를 파악하는데 사용하는 시스템을 개인 항법 장치 (PNS: Personal Navigation System)라고 한다. 위성 항법 시스템(GPS: Global Positioning System)은 PNS의 대표적인 사례이나, GPS 위성 신호 수신이 어려운 지역에서는 적용이 어려운 단점이 있다. GPS 신호 음영지역에서의 위치정보를 획득하기 위한 방법으로서 보행자 관성 항법(PDR: Pedestrian Dead Reckoning)은 별도의 인프라 없이 관성측정장치(IMU: Inertial Measurement Unit)만을 이용하여 보행자의 위치를 추정하는 방식으로서 인프라 구축이 어려운 특수 분야에 적용이 적합한 방식이다. 본 논문에서는 전장환경과 같은 GPS가 제한되는 특수한 환경 하에서 보행자의 다양한 이동유형을 고려한 관성항법 기반의 보행자용 위치인식 기법을 제안한다. 걷기, 뛰기, 포복과 같은 다양한 이동 형태에 따른 보행 거리 추정을 위해 IMU에서 제공되는 센서의 정보를 활용하여 걸음 검출과 보폭 추정으로 구성되는 보행거리 추정 기법과 HDR 알고리즘과 EKF(Extended Kalman Filter) 기반의 보행방향 추정 기법을 제안한다. 또한 건물입구와 같은 GPS 신호가 수신이 되나 신뢰성이 떨어지는 구간에서의 GPS와 PDR간 위치정보 융합 기법을 제안한다. 제안 기법의 성능 검증을 위해 자체 위치인식 모듈을 제작하여 국외제품과 비교 실험을 실시하였다. 실험결과, 제안 기법은 약 600m의 이동경로에서 평균 위치오차 거리는 5.64m, 이동거리 오차율 3.41%의 결과를 보였다.

• 우주기술과 응용
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• 제4권1호
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• pp.1-11
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• 2024

한국천문연구원이 개발한 인공위성 레이저 추적 시스템(satellite laser ranging, SLR)은 지상에서 극초단파 펄스 레이저를 발진하여 우주물체를 추적하는 관측 영역에서 레이저에 의해 비행체가 피폭되지 않도록 사전에 이를 탐지하고, 레이저 발진을 중지시키는 것을 목적으로 비행체 감시 레이더 시스템을 거창 SLR 시스템에 개발하였다. 개발한 비행체 감시 레이더 시스템은 고주파대역(X-band) 레이더로 SLR 시스템이 지향하는 방향에 라디오 주파수(radio frequency, RF) 펄스 신호를 송신하고 수신하는 RHS(radar hardware subsystem)와 SLR 운영시스템과 인터페이스를 유지하면서 RHS로부터 획득한 RF 펄스 신호를 바탕으로 비행체 검출 여부 판단 및 레이저 발진을 중지시키는 MCS(main control subsystem)로 구성하였다. 본 논문에서는 비행체 감시 레이더 시스템을 구성하는 RHS와 MCS 설계 내용을 기술하고, SLR 운영시스템과의 인터페이스 및 운용 시나리오를 제시한다. 개발된 비행체 감시 레이더 시스템은 항공기를 이용한 실증 시험을 통해 비행체 검출 및 레이저 중지 신호를 발생하는 것을 확인하여 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권10호
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• pp.904-910
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• 2016

일반적으로 위성에 탑재되어 재밍 신호 제거를 위해 널링 기능을 수행하는 안테나로 위상배열 안테나 또는 다중 빔 안테나를 사용한다. 본 논문에서는 다중 빔 안테나를 사용하여 한반도 지형에서의 널링 효과에 대하여 고찰하였다. 먼저 7개의 다중 빔으로 지구 전체를 커버하는 경우에 대하여 널링 성능과 그 특성을 확인하였으며, 다음으로 10개 및 19개의 다중 빔을 한반도에 적용하여 최적의 결과를 도출 및 비교하였다.