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방사패턴 분석 및 통신전략 수립을 통한 HYVRID 큐브위성 운용 안정성 향상 연구
장덕민 연세대학교 일반대학원 2025 국내석사
본 논문에서는 HYVRID 큐브위성의 운용 안정성 향상을 위한 안테나 방사패턴 분석 및 통신전략 수립에 대해 다룬다. HYVRID(Hanwha-Yonsei Verification for laser Ranging & Defense)미션은 우주물체 능동대응 시스템 검증을 위한 3U규격 큐브위성이다. 큐브위성의 경우 제한된 공간 안에 전장품을 배치해야 하며, 이로 인해 전개형 구조물 및 안테나를 사용한다. HYVRID 큐브위성의 전개형 전장품은 박막 탑재체, 태양전지판, MMT(Moving Magnet Technologies), S-band 안테나 패널 및 UHF 안테나가 있으며, 이들에 의해 임무 운용 시 방사 간섭이 일어나는 것을 확인하였다. 이러한 방사 간섭을 최소화하기 위해 UHF 안테나 배치에 따른 방사패턴 측정 및 시뮬레이션을 진행하고, 최적의 배치 위치를 연구한다. 임무 운용 시 안정성을 확보하기 위해서 미션 시나리오에 기반한 통신 전략을 수립하고, cFS 기반의 비행 소프트웨어에 이를 탑재하였다. 어플리케이션 별 요구되는 명령 및 데이터를 수신하고 이를 분배할 수 있어야 하며, 어플리케이션에서 생성되는 데이터를 실시간으로 수신할 수 있어야 한다. 또한 비상 모드를 대비한 셸 스크립트 전송 및 실행이 가능해야 하며, 대용량 데이터를 전송하기 위한 FTP 및 전송 제어 기능을 탑재한다. 지상 환경에서 이를 테스트하기 위한 테스트베드를 구축하고, 실제 요구되는 통신 성능을 확보할 수 있는지 실험을 통해 검증하였다. 본 연구에서는 HYVRID 큐브위성 운용을 위해 방사패턴 분석 및 통신전략을 수립 및 검증하였으며, 이를 통해 큐브위성의 운용 안정성을 확보할 수 있었다. 위성 운용 시 발생할 수 있는 문제를 사전에 발견하고, 설계 수정을 실제 위성에 반영하였다. 또한 전개형 구조물로 인한 안테나 이득 증가 효과를 얻을 수 있는 설계를 제시하여, 전개형 전장품을 많이 사용하거나 통신 링크 요구조건을 만족할 수 없는 상황에서 운용 안정성을 확보할 수 있는 수단을 제공한다.
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