SART(Search and Rescue Radar Transponder) is a radar transponder capable of operating in the 9GHz band which is one element of GMDSS. the fundamental function of the SART is to indicate its position. Thus it is so much available to assist SAR operation when an emergency and casualty occur at any sea area, In the thesis we designed manufactured each part of circuit to develop the advanced SART and configured to test the characteristics in many ways, As the results of detailed things we confirmed that the developed SART could be high possibility of production.
SART(Search and Rescue Radar Transponder) is a radar transponder capable of operating in the 9GHz band, which is one element of GMDSS. The fundamental function of the SART is to indicate its position. Thus, it is so much available to assist SAR operation when an emergency and casualty occur at any sea area. In the thesis, we designed, manufactured each part of circuit to develop the advanced SART and configured to test the characteristics in many ways. As the result of detailed things, we confirmed that the developed SART could be high possibility of production.
비행하는 로켓의 위치 및 궤도는 로켓의 비행 안정성을 판단하는 중요한 요소이다. 일반적으로 사용되는 추적시스템은 레이다를 사용하여 로켓에 탑재된 트랜스폰더와 통신하면서 얻어지는 데이터와 안테나의 위치 정보를 이용하여 로켓의 위치 및 비행방향에 대한 정보를 취득한다. 레이더 트랜스폰더시스템은 1개의 안테나를 수신 및 송신시 공유하고 있으므로 송신단 및 수신단과 안테나 사이에는 서로간의 신호 간섭을 최소화하기 위해 서큘레이터를 사용하였으며 입력되는 신호가 약속된 신호와 일치하는지를 판단하기 위해 신호해독기를 포함하고 있어야 한다. 본 논문에서는 레이다를 이용하여 로켓의 위치 및 궤도를 추적하는데 필수적으로 사용되는 트랜스폰더시스템을 개발하였다.
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.
나로우주센터에서는 우주발사체 및 경비행기의 사거리(slant range)를 측정하기 위해서 전자광학추적 장비에 MFCW (Multi Frequency Continuous Wave) 거리측정 도플러 레이다를 탑재하여 운용하였다. 본 논문에서는 레이저광파 거리측정장비에서 정확히 측정된 사거리 측정값과 도플러 레이다의 트랜스폰더를 사용하여 측정된 사거리 측정값 차이를 비교분석하고 사거리 정확도를 기술하였다.
본 논문에서는 X-밴드 대역의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상 분석을 위해 RCS 조절이 가능한 자체 설계/제작된 능동 전파반사기의 RCS 분석 연구 결과를 선보인다. 다양한 SAR 영상 보정 및 분석 연구를 위해 사용되는 능동 전파반사기의 RCS 크기를 실험실 내 측정(lab-test)과 실제 위성 SAR(COSMO-SkyMed) 영상을 통해 비교 분석하여, 정확히 조절 및 예측 가능한 능동 전파반사기의 RCS 특성을 비교 분석하였다. 설계/제작된 능동 전파반사기의 최대 RCS는 약 60 dBsm이며, 실제 실험 환경을 고려해 최대 RCS와 이보다 20 dB 낮은 RCS의 변화된 특성을 STCT(Single Target Calibration Technique) 보정 기법과 2차원 목표물 스캔닝 측정법(2D Target Scanning Technique)을 이용해 능동반사기의 RCS를 측정하였다. 또한, 실제 위성 SAR 영상으로부터 전력적분기법(power-spill integration technique)을 통해 전파반사기의 RCS를 추출하여 측정값과 비교 분석하였다. 능동 전파반사기의 측정 RCS는 59.7 dBsm과 40.2 dBsm이었으며, SAR 영상 내 추출 RCS는 57.3 dBsm과 39.2 dBsm이었다.
능동 레이더 반사기는 지금까지는 특히 비행물체와 미사일의 레이더 유효 반사 면적을 효과적으로 증가시키기 위한 군사적 응용에만 사용이 제한되어져 왔기 때문에 그다지 친숙한 용어는 아니다. 레이더 트랜스폰더의 가장 잘 알려진 응용은 군용의 피아 식별 장치 (IFF ; Identification Friend or Foe)와 이것의 민간 항공부문이고, 항공 교통 관제(An , hir Traffic Control)를 위한 2차 감시 레이더(SSR : Second Surveillance Radar), 그리고 보다 최근에는 전 세계 해상 조난 및 안전 제도(GMDSS ; Global Maritime Distress and Safety System)의 수색 구조용 트랜스폰더(SART ; Search And Rescue Transponder)등이 있다. 최근 연안이나 대양에서의 해난사고가 빈번히 발생되고 있으므로, 이로 인한 해양오염이 심각한 실정이다. 이제는 전통적인 항해표지 및 시설로써 해상교통의 안전을 유지하기에는 충분치 못하며, 새로운 개념과 구조가 적용되어야만 한다. 따라서 본 연구에서는 개선된 구조를 가진 능동 레이더 반사기를 제안하고 제작하였다. 제작된 시스템은 기존의 시설에 비해 높은 성능 향상을 보인다.
능동 레이더 반사기는 지금까지는 특히 비행물체와 미사일의 레이더 유효 반사 면적을 효과적으로 증가시키기 위한 군사적 응용에만 사용이 제한되어져 왔기 때문에 그다지 친숙한 용어는 아니다. 레이더 트랜스폰더의 가장 잘 알려진 응용은 군용의 피아 식별 장치 (IFF ; Identification Friend or Foe)와 이것의 민간 항공부문이고, 항공 교통 관제(ATC : Air Traffic Control)를 위한 2차 감시 레이더(SSR ; Second Surveillance: Radar), 그리고 보다 최근에는 전 세계 해상 조난 및 안전 제도(GMDSS : Global Maritime Distress and Safety System)의 수색 구조용 트랜스폰더(SART : Search And Rescue Transponder)등이 있다. 최근 연안이나 대양에서의 해난사고가 빈번히 발생되고 있으므로, 이로 인한 해양오염이 심각한 실정이다. 이제는 전통적인 항해표지 및 시설로써 해상교통의 안전을 유지하기에는 충분치 못하며 새로운 개념과 구조가 적용되어야만 한다. 따라서 본 연구에서는 개선된 기능을 가지는 능동 레이더 반사기를 제안하고 제작하였다. 제작된 시스템은 기존의 시설에 비해 높은 성능 향상을 보인다.
Tracking systems for launch vehicle consist mainly of radar transponder (beacon), RF switch or power divider, antennas as onboard system, and single or multiple radars as ground one. In this paper, tracking systems, which are applicable to KSLV (Korea Space Launch Vehicle)-l, are introduced and the electrical performances for developed prototypes are presented. We have also performed RF link analysis for both uplink and downlink, and estimated that the maximum distance to be able to track KSLV-l stably is dependent on uplink characteristic in our system.
본 연구에서는 위성 SAR(Synthetic Aperture Radar) 시스템 검 보정을 위한 기반기술 습득을 위해 수행된 X-밴드 대역 능동전파반사기를 이용한 실제 위성 SAR 방사 패턴 측정 및 분석에 관한 연구 결과를 선보인다. 실험에 사용된 자체 설계/제작된 능동전파반사기는 최대 63.1 dBsm의 레이더 단면적(RCS: Radar Cross Section)을 가지며, 외부 수신 장치를 이용한 수신 기능을 포함한다. 위성 SAR 시스템의 방사 패턴 측정 정확도를 높이기 위해 동일한 운용 모드의 위성 SAR(COSMO-SkyMed 2/3호, hh-편파, strip-map himage mode, 해상도 3 m) 시스템을 이용하였으며, 이때, SAR 영상 데이터 내 능동전파반사기의 RCS 크기 분석을 병행하여 측정 결과의 신뢰도를 교차분석하였다. 수신된 신호로부터 추출된 위성 SAR 시스템의 방위각 방향 방사 패턴 특성은 각각 HPBW(half-power beamwidth) $0.352^{\circ}$, FNBW(first-null beamwidth) $0.691^{\circ}$, PSLR(peak to side lobe ratio) 11.17 dB이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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