配電自動化시스템用 近距離無線通信 性能 改善 硏究

강명모 忠南大學校 大學院 2021 국내석사

The drive of the 4th industrial revolution highlights the importance of automation systems in power industry along with Smart Grid. Consequently, the reliability in the power control of the automation system along with the ultra low latency’s properties, have been acknowledged as important performance indicators. In order to achieve such a performance, it is most important to secure the performance of a communication system that can quickly transmit the status and control information of an automated terminal scattered in a power system. The power automation system is hierarchically composed of the Energy Management System(EMS), Supervisory Control And Data Acquisition(SCADA), and DAS(Distribution Automation System). Among them, DAS is the closest system to consumers, which is used for the prevention of power failure and quick recovery in case of failure. In the DAS, communication between a main device and a terminal device mainly uses an optical network, but in a place where it is difficult to use an optical network, a wireless communication system is used to collect and control information. Currently, various wireless communication systems such as TRS, DWB, and Wi-Fi are used for DAS, but due to the features of the wireless communication system such as low speed and short communication distance, there is a limit to accommodate the increasing number of sensors and end-devices in the distribution system. In this paper, we proposed an AWB that simultaneously accommodates the Zig-Bee method using 2.4 GHz and the Wi-SUN method using 900 MHz in one modem. By adapting two wireless communication systems to one modem and processing the data from the better quality channel which arrived first, the throughput is improved to 99% compared with the 78% of the existing communication methods (TRS, DWB). The communication reliability is greatly improved by dualizing the wireless channel. In addition, in order to solve the current wireless communication method that is weak in security, KCMVP is added to cope with external hacking, which consequently becomes possible to monitor and control safely the power equipment. The developed AWB has not only been demonstrated as the wireless communication method of DAS, but also has been applied for the purpose of acquiring power usage data of renewable energy such as DER. Also, we are conducting additional studies to improve AWB performance in order to expand its application to the wireless communication system for Smart Grid. In addition, the company is conducting additional research such as establishing LTE dedicated to Smart Grid by securing a separate frequency. This paper introduces an overview of the automation system used in the power network system and a communication system for realizing it. It seeks to explain the problem of the current wireless communication system for power automation, and propose a new wireless communication system, AWB method, to solve the problem.

지중 도체 환경에서 대기중 ELF 라인소스가 통신선에 미치는 전자계 간섭

이상무 忠南大學校 大學院 2013 국내박사

지능형 빌딩 내에서 전자파 간섭 및 적합성 해결을 위한 연구

김승도 한양대학교 대학원 2007 국내석사

본 논문은 건물 외부로부터의 전자파 영향을 건물 안에서 경감시키기위한 연구과정으로서 용도에 따른 다양한 지능형 빌딩 안에서 발생할 수있는 전자파 장해를 사전에 예방하고 또한 건물 내부의 통신환경을 개선시키기 위해 음영지역의 발생을 최소화 시킬 수 있는 최적의 AccessPoint 위치선정 등 건물에서 전자파를 제어할 수 있는 기술을 연구하였다. 기존의 건축시공에서 쓰이고 있는 건축 자재들의 전자기적 특성을이용해서 전자파의 반사량과 투과량을 분석하여 각 재질별 차폐효과를비교 평가하였다. 그리고 분석된 데이터를 가지고 실질적으로 건물 내부및 외부에서 전자파가 어떻게 영향을 미치는지 알아보기 위해 Terrain,Indoor, Exterior-Building 환경의 전자파 시뮬레이션이 가능한Wireless InsiteTM 프로그램을 이용하여 전자파의 수신세기와 수신 경로를 분석하였다. 또한 외부 EMI 소스로부터 건물 내부를 차폐시키기 위해임의로 건물 재질의 도전성을 매우 높였을 경우 건물 내부의 통신 환경에서 전자파 반사량의 증가로 발생할 수 있는 다중경로 감쇠 문제로 인한 신호의 지연 확산 문제도 분석해 보았다. 이러한 지연 확산에 제한을받는 전송률은 ISI(Inter-Symbol Interference)의 특별한 경우로서BER(Bit-Error Rate)에 영향을 미치기 때문이다. 따라서 지연 확산이작을수록 BER도 낮아진다. 그러므로 주어진 전자파 환경에서 지능형 빌딩에 요구되는 차폐 효과와 최적의 통신환경을 얻기 위해 건물 재질의전자기적 특성을 연구하고 분석하였다. A mitigation process of EMI problems has been studied in this thesis so that we are able to control the electromagnetic wave. I investigated how to find the optimized AP position having minimum shadow zone to improve the communication environment inside building and to prevent electromagnetic wave interference that is occurring in the intelligent building. Using the electromagnetic properties of building material which has been employed for the existing construction, I analyzed both reflection and transmission of the electromagnetic wave. The shielding effectiveness of building material such as brick, concrete, reinforced concrete, gypsum board and wood is shown from the analysis. To see how the electromagnetic wave that is inside or outside of building has an effect on electric devices or medical equipments substantially, I used the Wireless Insite programme, which can perform the electromagnetic wave simulation including terrain, indoor, and exterior-building conditions and analyzed its output like received power, propagation paths. Also, I analyzed the transmission rate of operating signal for the communication that uses IEEE 802.11b when conductivity of building material was increased highly in order to shield the inside of the building from the EMI sources. In a time-dispersive medium, the transmission rate is limited by the delay spread phenomenon resulted from multipath fading problem. As it is a special case of ISI, the transmission rate would be determined from bit-error rate. Comprehensively the smaller delay spread is, the lower bit-error rate is. Therefore I studied the electromagnetic properties of building material to get the optimized communication environment and the required shielding effectiveness of the intelligent building in given electromagnetic wave environment.

맨홀 내 지하에서의 전파 수신 개선을 위한 안테나 연구

박정일 충남대학교 산업대학원 2022 국내석사

현재 이동통신의 양호한 전파 수신을 위해서 사용되는 안테나는 단말과 기지국 모두 지상에 노출되어 최대한 전파의 수신에 유리한 환경에서 사용되고 있다. 그러나 지속적으로 확산되고 있는 IoT 기기의 사용 분야는 위의 예처럼 전파 수신이 비교적 양호한 환경뿐만 아니라 지하 또는 맨홀 내부처럼 상대적으로 전파 수신이 열악한 환경에서 사용기도 한다. 일례로 수도관 관리에 사용되는 IoT 기기 중 맨홀 내에 설치된 IoT 기기는 지하라는 전파 수신에 불리한 환경과 더불어 두꺼운 철재 맨홀 뚜껑으로 덮이는 구조로 전파 수신에 극히 열악한 환경이라 할 수 있다. 본 연구에서는 지하 맨홀 내에서의 열악한 전파 수신 조건을 개선하기 위한 안테나 구조와 설치 방법을 제안하고 실험을 통해 성능을 평가한다. Currently, antennas used for good radio wave reception of mobile communication are used in an environment advantageous for receiving radio waves as much as possible because both the terminal and the base station are exposed to the ground. However, the field of use of IoT devices, which is continuously spreading, is used not only in an environment where radio wave reception is relatively good as in the example above, but also in an environment where radio wave reception is relatively poor, such as underground or inside a manhole. For example, among the IoT devices for water pipe management, the IoT devices installed in the manhole have an environment that is unfavorable to receiving radio waves in the basement and a structure that is covered with a thick steel manhole cover, so it is an extremely poor environment for receiving radio waves. In this study, we propose an antenna structure and installation method to improve poor radio wave reception conditions in an underground manhole, and evaluate its performance through experiments.

삼각형 전자파 잔향실 내의 필드 균일도 특성

김성철 漢陽大學校 大學院 2001 국내석사

본 논문은 전자파 장해 및 복사 내성 측정의 대용시설로 사용될 수 있는 삼각형 구조의 전자파 잔향실 내의 필드 균일도 특성에 관한 연구이다. 직사각형 구조의 체적이 동일한 두 삼각형 구조의 전자파 잔향실 내의 필드 균일도를 개선시키기 위하여 Schroeder 확산기를 설계하여 적용하였으며, 전자파 잔향실 내의 필드 균일도 특성을 해석하기 위하여 FDTD(Finite- Difference Time-Domain)방법을 사용하여 시험공간(Test Volume)의 한 면에서 전계 세기를 추출한 후, 필드 분포를 분석하였다. 또한 정삼각형 구조의 전자파 잔향실과 Schroeder 확산기를 설계하여 시뮬레이션 및 제작하였으며, 실험을 통한 시험 평가를 한 결과, Schroeder 확산기를 적용한 삼각형 구조의 전자파 잔향실 내의 필드 균일도가 확산기를 적용하지 않은 경우와 비교하여 1~4dB 개선됨을 알 수 있었다. This paper presents the results of an electromagnetic field uniformity of a triangular reverberation chamber that can be used alternatively for the analysis and measurement of electromagnetic interference and immunity test. Equilateral triangular reverberation chamber and Schroeder diffusers were designed and fabricated for this research. FDTD(Finite-Difference Time-Domain) simulation method was applied to analyze the field characteristics inside of two different types of reverberation chambers. The results showed improvements of an electromagnetic field uniformity inside of triangular reverberation chambers, and measured field uniformity was improved by 1~4dB compared to the ones without Schroeder diffusers.

고반복율 인공위성 레이저추적을 위한 광전자제어기 개발과 검증 : ARGO-Range Gate Generator Development for High Repetition-rate Satellite Laser Ranging

가능현 忠南大學校 大學院 2017 국내석사

SLR (Satellite Laser Ranging) is a system that measures the distance of a satellite using a laser. It has an error accuracy of mm level. KASI(Korea Astronomy and Space Science Institute) has developed the first SLR system in Korea in 2012. SLR system called ARGO-M(Accurate Ranging System for Geodetic Observation-Mobile). The purpose of argo-m is to improve observation precision and retain observation data for research. However, there was a malfunction of Isa card in the caused by PC communication problems and pc power supply noises or pc internal noises. To solve this problem, KASI has developed ARGO-Range Gate Generator(A-RGG). Satellite two - way distance calculation predicted laser arrival time using Lagrange interpolation, satellite orbit information, and start receive time. Three methods are used to verify A-RGG: 1) ModelSim RTL Simulation, 2) 10kHz performance verification, and 3) observation date that obtains from the operating speed of 5kHz of SLR system. In this study, the developed A-RGG was used as a basis for precise orbit determination, space geodesy, earth physics, space situational awareness, Satellite spin research.

무인항공기 통신용 기체 표면 장착 광대역 평면 모노폴 안테나

이종환 忠南大學校 大學院 2021 국내박사

본 논문에서는 지상 기지국과 무인항공기(UAV)간 저대역/광대역 통신을 위해 무인항공기 꼬리날개를 이용한 모노폴 안테나 형상과 광대역 특성을 위한 tapering 급전 구조를 갖는 무인항공기 통신용 기체 표면 장착 광대역 평면 모노폴 안테나를 제안하고 안테나 설계 내용 및 특성에 대해 기술하였다. 최근 무인항공기의 사용이 급증함에 따라 상용 영역에서는 상품 배송, 도시 환경 및 해안 감시 등과 같은 여러 상황에서 있어 드론(drone)으로 대표되는 무인항공기의 사용이 급증하고 있으며, 군용 영역에서는 상용의 경우보다 먼저 그 활용성이 인식되어 글로벌호크(global hawk) 및 리퍼(reaper) 등과 같은 무인항공기를 적에 대한 정찰, 탐지 및 정보 획득과 공격 임무 수행 등에 사용하여 왔다. 이러한 무인항공기는 사용 목적 및 요구 성능에 따라 그 형태 및 크기가 결정되나, 무인 조건에서 운용되는 특성상 무인항공기의 위치 추적 및 제어, 데이터 통신을 위해 공통적으로 안테나 장착이 필수적이다. 항공기에 장착되는 안테나는 여러 가지 종류가 있는데, 무인항공기로의 안테나 장착시 통신 정보에 대한 보안 및 초장거리 통신 필요성에 의해 지향성 안테나가 사용되는 경우를 제외하면 무인항공기의 기동과 관계없이 원활한 통신을 위해 전방향성 특성의 안테나 장착이 요구된다. 대표적인 기존 항공기 장착용 무지향성 안테나는 모노폴(monopole) 안테나를 기반으로 하는 블레이드(blade) 안테나로, 소형 날개 형태를 지니고 항공기 표면상에 장착된다. 대부분의 안테나의 크기가 사용주파수에 반비례하는 바와 같이, 블레이드 안테나 역시 저대역 주파수가 사용될 경우 그 크기가 증가하며 군용 전술 통신으로 사용되는 100MHz 대역의 경우 안테나의 최소 크기는 300mm에 이른다. 대형 무인항공기의 경우 이러한 안테나 장착이 용이할 수 있으나, 수 미터급의 소형 무인항공기의 경우 항공기 안정성 및 장착성에 문제가 발생하게 된다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제점을 극복하기 위해 소형 무인항공기에 장착 가능한 저대역 통신용 안테나를 새롭게 제안하였다. 제안된 안테나는 기존 블레이드 안테나와 같이 기체 표면에 대한 입체적 구조를 갖지 않고 표면상에 형성되어 항공기 안정성 및 장착성에 대한 영향을 최소화하는 구조를 지니며 무인항공기 꼬리날개에 형성되도록 하여 기체 동체에 장착된 기존 안테나 및 센서와의 간섭이 경감되도록 하였다. 이러한 안테나 설계를 위해 본 논문에서는 먼저, 제안된 안테나의 기본 형태인 접지면을 갖는 일반 모노폴 안테나 및 평면형 모노폴 안테나의 구조 및 설계 변수에 의한 안테나 특성에 대해 분석하였다. 접지면을 갖는 일반 모노폴 안테나는 λ/4 파장 길이의 안테나 방사소자 및 방사소자와 수직을 이루는 접지면을 구성요소로 하는 안테나로, 방사소자의 형태와 크기에 의해 중심주파수와 대역폭이 정해지고, 접지면의 크기는 모노폴 안테나의 방사패턴에 영향을 준다. 접지면의 크기가 작아질수록 일반 다이폴 안테나와 같은 패턴 특성이 나타나나 접지면의 크기가 커질수록 모노폴 소자 축상에 리플(ripple)과 레벨 감소가 발생하고 접지면의 크기가 무한대가 되면 접지면 아래에는 field가 존재하지 않는 반(half) 8자형 패턴이 나타난다. 이러한 분석을 통해, 모노폴을 기본으로 하는 안테나 설계시 소자 뿐만 아니라 접지면 형태 및 크기에 대한 고려가 필요함을 확인하였다. 기본적인 모노폴과 함께 접지면을 갖는 평면형 모노폴 안테나의 특성에 대해서도 확인하였다. 본 연구에서 제안된 안테나와 직접적인 형태상 관련성을 갖는 안테나로 일반적으로 평면형 모노폴 안테나는 기판상에 구현되는데 기판상의 안테나 소자와 접지면 형성 및 급전 방법들에 대해 확인하고 본 연구의 제안 안테나 구현에 적합한 기판상의 안테나 형성 및 급전 방안에 대해 확인하였다. 또한 기본적인 평면형 모노폴 안테나를 설계하고 방사소자의 크기, 접지면의 크기 및 안테나 급전 간격/형태에 따라 안테나 대역폭에 미치는 영향을 분석하였다. 분석 결과, 기본적인 평면형 모노폴 안테나의 경우 대역폭 증가에 가장 영향을 미치는 설계 요소는 모노폴 소자의 다양한 전류 분포 형성이 가능해지는 방사소자 폭(width) 증가임이 확인되었다. 이와 함께, 평면형 모노폴 안테나에 대한 광대역화를 위해 기존의 안테나 광대역화 방법을 확인하고, 평면형 모노폴 안테나 광대역화를 위한 추가적인 방안으로 안테나 소자 및 접지면의 형태 변화를 중심으로 이에 대한 대역폭 변화를 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 사각형, 오각형, 원형 및 타원형 등 안테나 소자의 형태에 따라서는 다소간의 차이는 있었지만 모두 광대역화가 가능하였고, straight up/down 및 curved up/down 형태 등 접지면의 형태에 따라서도 대역폭 구현 정도가 달라질 수 있으나 대역폭 확장에는 유효한 결과를 가져옴을 확인하였다. 세부적인 분석 결과로, 방사소자 형태의 경우 원(circle) 형태의 방사소자일 경우에 가장 큰 대역폭(13 : 1) 특성을 나타내었고, 접지면 형태의 경우 curved-up일 경우에 가장 큰 대역폭이 얻어졌다. 대역폭의 경우 이 두 가지 조합으로 광대역 특성이 얻어질 수 있지만, 안테나 장착 환경에 따라 안테나 소자 및 접지면의 형태가 제한을 받을 수 있으므로 이에 대한 고려가 필요하다. 안테나 설계에 있어 가능한 한 가장 넓은 대역폭을 제공하는 형태를 사용하는 것이 바람직하지만 제한되는 안테나 구현 공간 및 면적을 제공하게 되는 항공기로의 안테나 장착을 고려한 설계시, 수용 가능한 범위 내에서 안테나 소자 형태 및 접지면 구현 형태를 설계하는 것이 필요하다고 판단되었다. 이러한 선행 연구를 통해 식별된 광대역화 방안 및 그 특성을 고려하여, 본 연구의 제안 안테나 설계시 확인된 안테나 설계 변수별 안테나 특성 및 좁은 안테나 형성 가능 영역을 감안하여 안테나 소자의 형태는 타원2 형태로, 접지면 내에서의 급전 형태는 직선 상승 형태를 우선적으로 적용하는 것을 고려하였다. 개략적인 안테나 설계 형태를 설정한 후 무인항공기로의 안테나 장착 설계를 위해 첫 번째 단계로, 무인항공기 구조상에서의 안테나 장착 구간을 설정하고 장착 구간 형태에 따른 안테나 개략 형상을 설정하였다. 안테나 형상 개략 설계 후 주파수 광대역화를 위한 tapering 급전 구조 및 무인항공기 꼬리날개 탑재를 위한 구체적인 안테나 소자 형태를 형성을 위해 먼저 탑재 대상 무인항공기의 꼬리날개에 안테나 구현이 가능한 영역 및 그 면적 크기를 확인하고 이 면적 내에서 안테나를 표면 장착 형태로 설계하였다. 또한 안테나 설계시 광대역화를 위해 기존의 관련 논문을 참고하여 꼬리날개에서의 구현에 적합한 새로운 형태의 tapering 급전 구조를 설계하였다. 이 tapering 급전 구조 설계시 급전 위치를 예상되는 임피던스 정합 특성 및 실제 구현 가능성을 같이 고려하여 설계하였고, 이를 통해 1차적으로 확인된 안테나 구현 가능 면적 및 그 형태와 급전 구조를 통해 최종적인 안테나 형상을 설계하였고 시뮬레이션을 통해 설계된 안테나의 특성을 확인하였다. 시뮬레이션 수행 결과, 설계된 안테나는 목표 주파수인 140MHz를 중심으로 110MHz∼170MHz까지 -10dB 반사손실 기준을 만족하였다. 또한 설계된 안테나는 수평소자 및 수직소자를 모두 가지고 있으므로, 수직편파 및 수평편파에 대한 방사패턴 특성도 확인하였는데 수평편파에 대해서는 모노폴 안테나의 전형적인 특성을, 수직편파에 대해서는 안테나 수직소자 및 수평소자에 의한 전방향성 특성과 함께 안테나 수직소자에 의한 8자형 패턴 특성을 보였다. 또한, 설계된 안테나를 토대로, 추후 실제 제작 및 특성 측정을 위해 1차적으로 설계된 1m급의 안테나를 1/7로 스케일링(scaling)하여 안테나 재설계 및 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 스케일링 전과 동일한 안테나 특성을 확인할 수 있었다. 또한 시뮬레이션을 통해 설계된 안테나에 대한 설계 내용 및 결과를 검증하기 위해 1/7로 스케일링된 무인항공기 통신용 기체 표면 장착 광대역 평면 모노폴 안테나를 실제 제작하고 안테나 특성인 반사손실과 수직 및 수평편파에 대한 안테나 방사패턴을 측정하고 측정 결과에 대해 분석 및 평가하였다. 1/7로 스케일링되어 설계된 안테나를 제작하기 위해 스티로폼으로 제작된 무인항공기 모의 꼬리날개상에 설계된 금속 테이프를 이용해 안테나 소자 및 접지면을 형성시키고 동축선을 이용해 안테나 소자와 접지면의 조합에 의해 구현된 tapering 급전 구조상에 급전시켰다. 제작된 안테나의 반사손실 측정 결과, 중심주파수 980MHz 조건에서 -10dB 반사손실 기준으로 510MHz (732MHz∼1,242MHz)로 약 52%의 광대역 특성을 나타내었다. 또한 수평편파와 수직편파에 대한 안테나 방사패턴 분석 결과, 수평편파의 경우 안테나의 수평면상의 소자에 의해 H-plane에서는 전방향성 방사 특성을, E-plane에서는 8자형 패턴 특성이 나타나 모노폴 안테나의 방사특성이 확인되었고, 수직편파의 경우 수평편파에 비해 전반적인 안테나 이득은 다소 감소하였으나 특정 각도를 제외하고는 비교적 안정적인 방사패턴 특성이 나타났으며, 안테나 이득의 경우 수직 및 수평편파 조건에서의 이득은 중심주파수 980MHz에서 각각 -8.07dBi 및 -0.29dBi로 고이득 특성은 구현되지 않았으나 무인항공기와 지상 기지국간 통신에는 무리가 없을 것으로 판단되었다. 마지막으로 무인항공기에 안테나 탑재시 실제 안테나 패턴에서의 영향성을 확인하기 위하여 축소된 무인항공기 모형을 제작 후 안테나를 탑재한 상태에서 방사패턴을 측정하였다. 무인항공기에 안테나가 탑재된 상태에서의 패턴 측정 결과, 세부적인 패턴 모양에 있어서는 다소간의 차이는 보였으나, 전체적인 패턴의 모양은 무인항공기 탑재 전 방사패턴과 유사하게 나타났다. 이러한 측정 결과를 기반으로 지상 기지국 기준으로 무인항공기의 기동에 따른 통신링크 영향에 대해 분석하였는데, 수평 및 수직 편파 사용 조건에서 배회 기동, 진입 기동 및 진출 기동시 통신링크에 미치는 영향에 대해 확인하였다. 확인 결과, 설계된 무인항공기 통신용 광대역 모노폴 안테나는 수직편파 및 수평편파 조건에서 일부 예외적인 경우를 제외하고는 안테나 방사패턴 특성으로 인해 안정적인 통신 링크 구성 여건을 제공할 것으로 판단되었다. 본 연구의 무인항공기 통신용 기체표면 장착형 광대역 평면 모노폴 안테나는 일반 모노폴 안테나를 기본으로 하는 블레이드 안테나를 소형 무인항공기 장착시 발생하는 제한점을 극복하는 목적으로 설계되었다. 이를 위해 입체적 구조의 모노폴 안테나를 기체 표면 장착에 용이하도록 평면화시키고, 광대역 통신에 적합하도록 tapering 급전 구조를 적용하여 안테나의 광대역화를 수행하였으며, 무인항공기 꼬리날개의 좁은 공간에 표면 장착이 가능하도록 안테나 소자를 설계하였다. 또한 항공기 비행자세와 상관없이 원활한 통신망 유지를 위해 안테나에 의해 형성되는 수직 및 수평 방사 성분이 전방향성이 되도록 꼬리날개 형상을 이용하여 구현하였다. 또한, 안테나 제작 후 실제 측정 결과를 통해 수평 및 수직 편파 각각에서 전방향성 특성을 지니고, 중심주파수 980MHz에서의 H-plane 평균 이득이 -0.29dBi로 나타나 전방향성 통신용 안테나로서 충분한 이득 또한 지니고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 논문에서 제안된 무인항공기 통신용 기체 표면 장착 광대역 평면 모노폴 안테나는 저대역 통신 대역 조건에서 광대역 주파수 대역폭을 제공하고, 안테나의 수평소자 및 수직소자 구성에 의해 안정적인 모노폴 방사패턴 특성을 나타냄으로써 소형 무인항공기의 기동 상황에 따라 안정적인 통신링크 환경 제공이 가능함을 확인하였다. 또한, 향후 유사 형태의 타 무인항공기로의 안테나 탑재시 본문 내용에서 제시된 1/7 scaling 결과에서 볼 수 있듯이 단순 크기 변화만으로도 안테나 특성 유지 및 탑재가 용이할 수 있을 것으로 판단되며, 다소간의 무인항공기 꼬리날개 형상 변경 상황에 있어서도 주어진 안테나 형성 영역에 대해 본 논문에서 제시된 기본적인 tapering 급전 구조와 안테나 소자 형성 방안을 통해 적합한 안테나 설계가 가능할 것으로 판단된다. Recently, as the range and form of use for unmanned aerial vehicles has been expanded, the development of commercial unmanned aerial vehicles represented by drones has been actively progressed, and unmanned aerial vehicle platforms have been applied to military aircrafts. Especially in military applications, as the necessity of real-time operation is becoming urgent with the development of technology related to communication equipments, real-time flight control for unmanned aerial vehicles and the ability to send data to ground station becomes essentially required, wireless communication equipment was installed and upgraded for this. In such an environment, antenna installation to aircraft is essential for transmitting and receiving signals directly or indirectly for flight missions, and in most aircrafts, many antennas are installed outside the aircraft. Often, blade antennas are mounted on aircraft for communication, but when an antenna for low frequency communication band should be installed on the relatively small aircraft, aerodynamics problems and the stability can be serious for the safety. So, it is necessary to study the design and installation of a communication antenna for low frequency bands in a small unmanned aerial vehicle, which means the implementation of a new type of antenna rather than the existing blade type antenna. It was aimed in this paper to implement a broadband communication antenna for small UAVs in order to solve the aforementioned problems, and conducted a study on the development and implementation of a new planar antenna that does not have a three-dimensional structure on the aircraft body surface. Since the antenna proposed in this paper is basically based on a monopole antenna, the characteristics of the monopole and planr monopole were considered before the full design of the proposed antenna. As a result of confirmation with simulation, in the case of a basic monopole antenna, the radiation pattern varies greatly depending on the size of the ground plane. Unlike this, in case of a planar monopole antenna, it is found that there is little change in the radiation pattern according to the size of the ground plane. Also, in addition, the change of the antenna characteristics according to the change in the width of the radiating element and the antenna feeding gap was confirmed by simulation. There was a slight change in the resonant frequency and an increase in bandwidth due to the impedance change, but there was little effect on the radiation pattern. After investigating the basic planar monopole antenna, the method to broaden the bandwidth is considered. Among the various methods, the bandwidth change due to the shape change of the antenna element was examined. It was found that the circular element showed the widest bandwidth characteristic. In addition to the circular antenna element, the bandwidth characteristics were also confirmed for the square, pentagonal, and elliptical antenna elements, although there are differences in degree, all exhibited broadband characteristics. Besides the broadband characteristic by the shape of the antenna element, the broadband characteristic by the shape of the ground plane was also confirmed. As a result of checking the bandwidth characteristics, the curved up shape of the ground plane showed the most broadband characteristics under the same conditions. After confirming the characteristics of such a planar monopole antenna, in order to mount the antenna on the UAV, the antenna mounting section and the outline shape of the antenna according to the section shape are considered. After this, the tapering feed structure for frequency broadening and the specific antenna element shape for the tail wing mounting were designed. After designing the antenna shape and specific elements numerically, the return loss and radiation pattern characteristics of the antenna were confirmed by simulation. The simulation results showed that the same characteristic was appeared as a monopole for each polarization. For convenience in antenna fabrication and measurement, 1/7 scaling method was adopted. The simulation result of the antenna reduced to 1/7 was confirmed to match the characteristics of the antenna before scaling. After confirming the characteristics of the antenna through these simulation results, the antenna was actually fabricated and the characteristics of the antenna were investigated and then analyzed. As a result of the measurement, it was shown that the broadband characteristic of 510MHz(52%) with center frequency of 980MHz was confirmed. In addition, the pattern characteristics of the antenna were measured for each of the horizontal and vertical polarizations. In the case of horizontal polarization, the characteristics of the omnidirectional pattern in the H-plane and the 8-shaped pattern in the E-plane were shown by the elements on the horizontal plane of the antenna, showing the radiation pattern characteristics of the monopole antenna. In the case of the horizontally polarized E-plane, an 8-shaped pattern may appear and the antenna gain may decrease at some angles, but it is expected that there will be no particular problem in communication as the gain will only decrease momentarily. In the case of antenna gain, at the center frequency of 980 MHz, the H-plane for the horizontal element is -0.29dBi, and the H-plane for the vertical element is -8.07dBi. It can be thought that it is suitable for use as an antenna for aircraft communication. In order to check the effect on the actual antenna pattern when the antenna is mounted on the UAV, after the UAV model was fabricated, the radiation pattern at 980MHz was measured. The overall shape of the pattern was similar to the radiation pattern of the antenna itself. Based on these measurement results, we analyzed the effect of the communication link caused by the operation of the unmanned aerial vehicle. It was determined that the designed wideband monopole antenna for unmanned aerial vehicle communication would provide stable communication link condition due to the antenna radiation pattern characteristics, except for some exceptional cases in vertical and horizontal polarization conditions.

Schroeder quadratic residue diffuser를 부착한 전자파 잔향실 내부의 전자기장 균일도 특성에 관한 연구

정삼영 漢陽大學校 大學院 2001 국내박사

전자파 잔향실은 전자파 장해, 복사 내성 및 차폐효과 측정 등에 활용되는 시험시설이다. 초기 외부 전자파 환경과 독립적이고 내부 소스(Source)에 의해 발생된 전자파가 외부로 복사되지 않도록 전자파 차폐실이 이용되었다. 그러나 전자파 차폐실은 내부 형성된 필드 분포가 일정하지 않아 측정의 정확성 및 재현성이 보장되지 않는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 두 가지 방식의 시험시설이 제안되고 있으며, 그 중 첫 번째 방식으로 차폐실 내부에 전자파 흡수체를 부착하여 벽면으로 향하는 전자파를 흡수하여 벽면에서 반사가 일어나지 않도록 하는 전자파 무반사실이며, EMC (Electromagnetic Compatibility) 측정을 위한 대용시험시설로서 많이 사용되고 있다. 전자파 무반사실은 측정 결과의 정확성과 재현성은 상당히 높으나, 전자파 흡수체의 사용에 따라 제작비용이 높고, 또한 복사 내성 시험을 위한 고전력 형성에 고출력 증폭기의 사용이 요구된다. 또 하나의 시설로서 전자파 차폐실의 반사를 이용하는 방식으로 차폐실 내부에서 랜덤(Random)하게 형성된 다중 모드(Multi mode)를 이용하는 전자파 잔향실이다. 단순한 구조의 전자파 차폐실에 모드 스터러(Stirrer)를 이용하여 내부 형성된 전자파의 경계조건을 이동시켜 시간 확률적으로 균일 필드를 형성시키는 방식이다. 전자파 잔향실은 전자파 차폐실 구조에 튜너(Tuner)의 부착으로 시설 이용이 가능하기 때문에 저렴한 비용으로 시설확보가 가능하며, 다양한 구조의 챔버(Chamber) 이용이 가능하다. 또한 전자파 흡수체를 전혀 부착하지 않기 때문에 전력 효율이 아주 좋으며 복사내성 시험을 위한 좋은 조건을 갖추고 있다. 본 논문에서는 피시험체의 다양한 구조를 고려, 전자파 잔향실의 응용도를 높이기 위하여 직사각형 구조와 비교하여 삼각형 및 원형 전자파 잔향실의 주파수에 대한 모드 분포와 필드 특성에 관해 비교 분석하였으며, 다중 모드를 활용하는 전자파 잔향실의 하한 주파수 확장과 적절한 튜너 효율에서 필드 균일도를 향상시킬 수 있는 방법에 관해서 조사 분석하였다. 전자파 잔향실의 외부 구조로서 많이 사용되는 직사각형 구조 대신 비대칭적 구조의 사용에 따른 필드 균일도 효과를 조사하였으며, 음향학 분야에서 음의 잔향을 위해 사용되는 Schroeder 방식의 QRD(Quadratic residue diffuser)를 전자파 잔향실에 적용하여 필드 균일도 개선 효과를 조사하였다. FDTD (Finite Difference Time Domain) 시뮬레이션(Simulation)방식을 적용하여 수치 해석한 결과 비대칭 구조를 사용하였을 경우 직사각형 구조에 비해 하한 주파수에서 상당한 필드 균일도 개선 효과를 가져왔으며, QRD의 적용으로 전 주파수 대역에서 약 2~3 dB 이상의 필드 균일도 개선 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 해석 결과로부터 비대칭 구조 및 QRD의 적용으로 하한 주파수 확장은 물론 필드 균일도 확보를 위한 튜너 스텝 수를 상당히 줄여 시험시간 단축과 측정의 정확성 및 재현성 향상에 많은 기여를 할 것으로 본다.

배열 안테나의 도달 시간차를 이용한 전파원 검출 방법

최윤선 忠南大學校 大學院 2023 국내박사

The purpose of this paper is to secure the position information of the radio source by applying the direct and indirect arrival time difference from the receiving array antenna arranged at specific positions on the three axes to the elliptic equation. This can overcome the limitation of using only commercial signals of the existing PCL technology because it is possible to install and move the receiving antenna to a desired location. In addition, since the frequency band can be freely selected, location detection is possible regardless of the size or movement of the target. First, the RCS (Radar Cross Section) calculation and measurement method of the conductor sphere, which is a standard for securing and verifying the reliability of the measurement environment, was described. For RCS measurement, we aimed to secure reliability by measuring RCS for metal plates, corner reflectors, and metals of various sizes. When the target for measurement is a simple sphere structure, the RCS value can be obtained by analyzing the equation. As a result of the measurement, it was confirmed that the RCS measurement value according to the sphere size matched well with the normalized RCS theoretical value. Using the same measurement method, monostatic RCS was measured for all sides of the 1/40 size aircraft model rather than a uniform scatterer. As a result, the front and side surfaces with relatively low reflection showed a small difference between the maximum and minimum values of the standing wave, and the rear surface and the 45° side with large reflection showed large standing wave characteristics. As a result, it was verified that the RCS of an aircraft having an arbitrary shape can be known through measurement on the basis of a conductor sphere having a diameter of 200 mm. In addition, theoretical values and measured values were compared through bistatic RCS measurements on conductor spheres and aircraft models. RCS for TE, TM, and circular polarization were measured for the front, side, and 45° sides of the conductor sphere and 1/40 size aircraft model. Finally, in the case of a conductor sphere, it has the characteristic of uniformly scattering in the range of 180 ± 90 °, whereas in the case of an aircraft model having an arbitrary shape, it can be confirmed that the scattering characteristic is not uniform in all directions. Finally, measurements were performed to validate the measurement environment and results. For comparison with theoretical values, radar equations were used. By substituting the parameters into the radar equation, the calculated and measured results obtained well-matched values except for very small measurement errors. Therefore, reliability in measurement results was secured by verifying that the RCS measurement environment was well established. Second, a method for deriving the position of a radio wave source through direct and indirect time difference analysis of signals received by antennas arranged on three axes is presented. This was not a general radar design method, It aims to track the position of an arbitrary target through time difference analysis of the linear distance between the transmitting antenna and the receiving antenna arranged on three axes and the elliptical path. First, the theoretical method was applied to the omnidirectional sphere and the results were confirmed. The transmit antenna position and the receive antenna position were set for three axes, and the direct arrival time and the arrival time difference of the wave scattered on the sphere from the transmit antenna were measured in the time domain of the network analyzer. Using this value, the short axis length of the ellipse, that is, the path of the ellipse can be known. According to the diameters of the spheres of 100 mm, 200 mm, and 300 mm, three or more elliptical paths can be obtained, and it can be confirmed that a point or a range where the three ellipses intersect becomes the location of the target. When the same method was applied to a model of a specific type of vehicle rather than a uniform scatterer, it was confirmed that the target position could be obtained with a sufficiently small error compared to the size of the scatterer. Therefore, a bistatic (multi-static) radar system to which an elliptic equation is applied through direct and indirect arrival distance analysis of signals received by each antenna using three axes was proposed, and the possibility was verified through measurement. Third, it aimed to detect a radio wave source by applying the method of arranging antennas in two axes to one receiving point instead of multiple receiving points. As a method to overcome the disadvantages that the range of application is limited and the risk factor increases as a number of receiving points are required at a fixed location, the method of arranging the antennas in two axes at one receiving point instead of multiple receiving points is applied. The position of the radio wave source can be detected by deriving the time difference to arrive at the receiving array antenna through measurement and substituting this value into the simultaneous trigonometric equation to obtain a solution. In order to secure the characteristics of the case where the coupling effect between the array antennas is completely excluded, the measurement was performed using a single antenna. The distance and angle to the source can be obtained by substituting the measured values into the trigonometric equation and calculating them simultaneously. Through this, the resolution limit of the time domain for the antenna spacing was identified, and a standard was established for setting an appropriate antenna spacing during antenna arrangement. Finally, the antenna was arranged and measurement was performed in the same way. A horn antenna was used for the transmit antenna, and an inverted L monopole antenna and a patch antenna were selected for the receive array antenna. It was shown that the position of the scatterer source can be detected within an error range of 62 mm (1.65 λ) of the transmit antenna aperture size in the z-axis arrangement when sufficient array spacing is secured. Therefore, it can be said that the error obtained from the measurement result is very small compared to the size of the radio wave source, so the proposed method and the measurement result sufficiently secure the validity of the radio wave source detection. The scatterer position detection method using the array antenna proposed in this paper can overcome the limitation of using only commercial signals of the existing PCL technology by arranging the antennas at one receiving point. In addition, it was proved that the location detection is possible regardless of the size or movement of the target because the frequency band and antenna type can be freely selected. When designing a similar type of radio wave source detection system in the future, it may be easiest to detect the position of the radio wave source only by the arrangement of the receiving antenna. For a given method, it will be possible to design an appropriate system through the basic measurement criteria presented in this paper and the characteristic analysis according to the antenna array spacing and type. 본 논문에서는 PCL 위치 탐지 기술의 기본 이론을 토대로 하여, 세 개의 축 상에 특정 위치에 배치된 수신 배열 안테나로부터의 직접 및 간접 도달 시간차를 타원 방정식에 적용함으로써, 전파원의 위치 정보를 확보하는 것을 목적으로 하였다. 이는 원하는 위치로 수신 안테나 설치 및 이동이 가능하므로, 기존의 PCL 기술은 정해진 상용 신호만을 이용해야 한다는 한계를 극복할 수 있고, 주파수 대역 선택이 자유로워 표적의 크기나 움직임 여부에 관계없이 위치 탐지가 가능하다. 이를 위해 가장 먼저, 측정 환경의 신뢰성 확보 및 검증을 위해 기준이 되는 도체 구(球)의 RCS(Radar Cross Section) 해석, 계산 및 측정 방법에 대해 기술하였다. RCS 계산 및 측정을 위해 금속 플레이트, 코너 리플렉터, 다양한 크기의 금속에 대한 RCS 해석 방법을 시뮬레이션하고, 그에 대한 신뢰성 확보를 목표로 하였다. 먼저, 송신, 수신기가 동일 위치일 때인 monostatic, 송신과 수신기가 다른 위치일 때인 bistatic RCS에 대한 기본 이론에 대해 기술하였다. RCS 측정에 있어 calibration 데이터 정립을 위해 기본 구조들 (금속 구, corner reflector, plate 등)의 RCS를 측정하고 그 결과를 확인하였다. 측정 결과, 구 크기에 따른 RCS 측정 값이 정규화 된 RCS 이론값과 잘 매칭되는 특성을 확인하였다. 같은 측정 방법을 이용하여, 균일한 전파원이 아닌 1/40 크기 비행체 모형의 모든 면에 대해 monostatic RCS를 측정하였다. 그 결과, 상대적으로 반사가 적은 형상인 정면과 측면은 정재파의 최대값과 최소값의 차이가 작은 특성을 보이고, 반사가 큰 배면과 45 ° 측면의 경우, 정재파 특성이 크게 나타났다. 결과적으로, 직경이 200 mm 인도체 구를 기준으로 하여, 임의의 형상인 비행체의 RCS 값을 나타내고, 이를 측정을 통해 알 수 있음을 검증하였다. 또한, 도체 구, 비행체 모형에 대한 bistatic RCS 측정을 통해 이론값과 측정값을 비교하였다. 도체 구와 1/40 크기 비행체 모형의 정면, 측면, 45 ° 측면에 대해 TE, TM, 원편파에 대한 RCS를 측정하였다. 최종적으로, 도체 구의 경우, 180 ± 90 ° 범위에서 균일하게 산란되는 특성을 갖는 반면, 임의의 형태인 비행체 모형의 경우, 모든 방향에 대해 균일하지 않은 산란 특성을 확인할 수 있다. 마지막으로, 측정 환경 및 결과에 대한 타당성을 입증하기 위한 회선 측정을 수행하였다. 이론값과 비교하기 위해 레이다 방정식을 기초로 하였다. 파라미터들을 레이다 방정식에 대입하여 계산한 결과와 측정 결과는 매우 작은 측정 오차를 제외하고 잘 일치된 값을 얻었다. 따라서, RCS 측정 환경이 잘 구축됨을 검증함으로써, 지금까지의 측정 결과에 있어 신뢰성을 확보하였다. 두번째로, 3개의 축을 이용하여 각 배치된 안테나에 수신되는 신호의 직접, 간접 도달 시간차 분석을 통해 전파원 위치를 도출하는 방법을 제시하였다. 일반 레이더 설계 방법이 아닌 송신 안테나와 세 개의 축에 일정 거리 떨어진 곳에 배치된 안테나로부터 떨어진 거리에 따른 각도와 시간차 분석을 통한 목표물의 위치 추적 방법에 대한 유효성을 확보하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해, 송신 안테나와 세 개의 축에 배치된 수신 안테나 사이의 직선 거리와 타원 경로에 대한 시간차 분석을 통해 임의 표적의 위치 추적을 위해 전방향성 구에 대해 이론적 방법을 적용하여 그 결과를 확인하였다. 또한, 세 개의 축에 대해 송신 안테나 위치와 수신 안테나 위치를 설정하고, network Analyzer를 통해 time domain에서 송신 안테나에서 수신 안테나에 직접 도달하는 시간과 송신 안테나에서 구에 도달하여 산란되는 파가 수신 안테나에 도달하는 시간과의 차를 측정하였다. 송신 안테나를 기준으로 수신 안테나에 직접 수신되는 파와 전파원에 산란되어 수신되는 산란파의 거리차를 network Analyzer를 통해 time domain에서 값을 측정함으로써 구했다. 이 값을 이용하여 타원의 단축을 알 수 있고, 이를 이용해 타원 경로를 도출할 수 있다. 100 mm, 200 mm, 300 mm 인 구의 직경에 따라, 3개 이상의 타원 경로를 얻을 수 있고, 3개의 타원이 교차하는 한 점 또는 그 범위가 목표물의 위치가 됨을 확인할 수 있다. 같은 방식을 균일한 전파원이 아닌 특정 형태의 비행체 모형에도 적용하면 각 면에 따라 세 개의 타원이 교차하는 지점의 오차 범위는 다소 차이가 있으나, 전파원 크기와 비교하였을 때 충분히 적은 오차로 표적의 위치를 구할 수 있음을 확인하였다. 따라서, 3개의 축을 이용하여 각 안테나에 수신되는 신호의 직접, 간접 도달 거리차 분석을 통해 타원 방정식을 적용한 bistatic(multi-static) 레이더 시스템을 제시하고 측정을 통해 가능성을 검증하였다. 세번째로, 다수의 수신점이 아닌 하나의 수신점에 안테나를 2개의 축으로 배열하는 방법을 적용한 전파원 위치탐지를 목표로 하였다. 정해진 위치에 다수의 수신점이 요구되어 적용의 범위가 한정적이고 위험 요소가 증가하는 단점을 극복하기 위한 방법으로 다수의 수신점이 아닌 하나의 수신점에 안테나를 2개의 축으로 배열하는 방법을 적용하였다. 수신 배열 안테나에 각각 도달하는 시간차를 측정을 통해 도출하고, 이 값을 삼각 연립 방정식에 대입하여 해를 구하는 방법으로 전파원 위치를 검출할 수 있다. 첫 번째로, 배열 안테나 간 커플링 영향을 완전히 배제 시킨 경우의 특성을 확보하기 위해 단일 안테나를 이용한 측정을 진행하였다. 측정값을 삼각 방정식에 대입하고 연립하여 계산하면, 소스까지의 거리 및 각도를 구할 수 있다. 마지막으로, 실제 안테나를 배열하여 같은 방법으로 측정을 진행하였다. 송신 안테나는 혼 안테나를 사용하였고, 수신 배열 안테나는 역 L형 모노폴 안테나, 패치 안테나를 선정하였다. 충분한 배열 간격이 확보되었을 경우, z-축 배열에서 송신 안테나 개구 크기 62 mm (1.65 λ) 이내의 오차 범위로 전파원의 위치 검출이 가능함을 보였다. 본 연구에서는 모든 전파원 소스를 혼 안테나로 가정하였으나, 실제로 위치 검출을 위한 타겟은 개구 크기 62 mm (1.65 λ) 보다 훨씬 큰 크기의 전파원이다. 따라서, 본 연구의 측정 결과로 얻은 오차는 전파원 크기에 비해 매우 작다고 할 수 있으므로 제안하는 방법 및 측정 결과는 전파원 위치 검출에 대한 유효성을 충분히 확보하였다. 본 논문에서 제안된 배열 안테나를 이용한 전파원 위치 검출 방법은 하나의 수신점에 안테나를 배열 함으로써, 기존의 PCL 기술인 정해진 상용 신호만을 이용해야 한다는 한계를 극복할 수 있다. 또한, 주파수 대역 및 안테나 종류 선택이 자유로워 표적의 크기나 움직임 여부에 관계없이 위치 탐지가 가능함을 증명하였다. 향후 유사 형태의 전파원 소스 검출 시스템 설계 시, 본문 내용의 측정 결과에서 볼 수 있듯이, 수신 안테나의 배열만으로도 전파원의 위치를 검출하는 것이 가장 용이할 수 있을 것이다. 주어진 방법에 대해 본 논문에서 제시된 기본적인 측정 기준과 안테나 배열 간격 및 종류에 따른 특성 분석을 통해 적합한 시스템 설계가 가능할 것으로 판단된다.

DVB-S2 기반 위성통신 ACM 모듈 최적화 설계 및 구현

류준규 忠南大學校 大學院 2014 국내박사

최근 위성통신 기술은 IP 기반 위성통신망을 활용한 광대역 인터넷 서비스 및 비상 재난통신망 등에 대한 수요가 꾸준히 증가하면서, 영국, 일본에서는 정보화 격차 해소 및 초고속 인터넷 인프라 구축을 목적으로 위성 기반 광대역 통신 서비스의 보편적 제공을 위한 정책을 추진하고 있다. 그림 1.1과 같은 음성 서비스와 기존 유‧무선망과의 연동이 가능한 IP 기반 시스템으로 발전하고 있다. Inmarsat 사는 Global Xpress 프로젝트를 통해 Ka 대역 위성을 이용한 유인 및 무인 항공기, 선박 등을 대상으로 위성통신 서비스 제공을 추진하고 있다. 향후 이동체를 대상으로 Ka 대역 위성을 활용한 광대역 인터넷 서비스의 수요가 예상된다.Ka 대역은 Ku 대역에 비해 강우 감쇠 및 강우 감쇠율이 2∼3배 이상 크기 때문에 이를 극복할 수 있는 전력 제어 기술 및 적응형 전송 기술 등에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 구름, 눈, 비 등의 채널 환경에 능동적으로 적응할 수 있는 DVB-S2 기반 위성통신용 포워드 링크 ACM 모듈 구현 및 이에 필요한 채널 예측 알고리즘을 최적화 하고자 한다. 또한, ACM 방식을 적용함에 따라 고차 변조방식까지 전송하여야 하므로 포워드 링크 RF/IF 시스템의 허용 가능한 위상잡음 요구 규격을 도출하였다. 최적화된 채널 예측 알고리즘 및 위상잡음 요구 규격에 따라 ACM 기반 위성통신 시스템 구축 및 천리안 위성을 이용한 성능검증 시험을 하고자 한다. This work presents the optimization design and implementation of Adaptive Coding and Modulation (ACM) module to improve the link availability and system throughput in satellite communication services. Depending on the quality of the communication link, the transmission rate is changed, using coding and modulation schemes, by as much as the channel can provide. In order to design the forward link ACM module, a channel predictor that consists of FIR filter and LMS algorithm, modulation/coding (MODCOD) decision methods are proposed and simulated. The optimized parameters of channel predictor are as follows. The number of taps(N) of FIR filter and step size() of LMS algorithm are 4 and 0.0001 respectively. In addition, it is confirmed that the MODCOD decision algorithm, SNR_th_shift and MODCOD_tr_time, shows the most reliable way to adapt a physical layer configuration to a rain fading condition. A test-bed was set up to verify the designed ACM system, and a test was performed using a Ka-band satellite, the Communication, Ocean, and Meteorological Satellite (COMS). The experimental results show that the optimized ACM module can provide seamless satellite channel in rainy condition. Future work is to develop the return link ACM system and then improve the system throughput and link availability.