밀리미터파 탐색기 시험 평가를 위한 HILS 및 시험 장비 개발

송성찬(Sung-Chan Song),나영진(Young-Jin Na),윤태환(Tae-Hwan Yoon) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.1

본 논문에서는 고속의 단거리 탄도탄과 항공기 등의 표적을 탐지ㆍ추적할 수 있는 밀리미터파 탐색기의 종합성능 시험을 위해 개발한 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulation)와 시험 장비를 설명한다. 이 시스템은 다양한 종류의 표적과 고속, 고기동 이동 표적의 궤적을 모사하기 위해 141개의 혼 안테나 배열, 배열 안테나 스위칭과 이득 및 위상 제어 알고리즘을 이용한다. 또한, 표적에 대한 속도, 거리뿐만 아니라, 클러터와 재밍 환경을 모사한다. 시스템 전체 구성과 표적 운동 모의기, 모의 신호 발생기, 고속 데이터 획득 장치, 통제 제어기 등과 같은 주요 구성품들의 구현과 측정 결과를 설명하였다. 이 통합 시스템은 동적 실시간 탐지/추적에 대한 밀리미터파 탐색기의 성능을 모의 비행 시나리오 기반으로 시험할 수 있다. This paper describes the developed HILS and test equipment in order to test the performances of MMW(Millimeter-Wave) seeker which can detect and track a high speed of short-range ballistic missile and aircraft. This system is used to 141 horn antenna array, array switching, and gain and phase control algorithm to simulate various kind of targets and trajectory of high speed and maneuver moving target. In addition, it simulates not only velocity and range for these targets but also clutter and jamming environments. System configuration and implementation and the measurement results of major subsystems such as target motion simulator, simulation signal generator, high speed data aquisition unit, and central control unit are presented. These systems could verify the detection and tracking performance of MMW seeker through dynamic real-time test based on simulation flight scenario.

초소형 SAR 위성 EQM 체계 개발 현황

송영범(Youngbum Song),송성찬(Sung-Chan Song),오현웅(Hyun-ung Oh) 한국항공우주학회 2022 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2022 No.11

위성용 전개형 고안정 반사판 안테나 복합재 주반사판 설계 및 해석

김동건,구경래,김현국,송성찬,권성철,임재혁,김영배,Dong-Geon Kim,Kyung-Rae Koo,Hyun-Guk Kim,Sung-Chan Song,Seong-Cheol Kwon,Jae-Hyuk Lim,Young-Bae Kim 한국복합재료학회 2023 Composites research Vol.36 No.3

The deployable reflector antenna consists of 24 unit main reflectors, and is mounted on a launch vehicle in a folded state. This satellite reaches the operating orbit and the antenna of satellite is deployed, and performs a mission. The deployable reflector antenna has the advantage of reduce the storage volume of payload of launch vehicle, allowing large space structures to be mounted in the limited storage space of the launch vehicle. In this paper, structural analysis was performed on the main reflector constituting the deployable reflector antenna, and through this, the initial conceptual design was performed. Lightweight composite main reflector was designed by applying a carbon fiber composite and honeycomb core. The laminate pattern and shape were selected as design variables and a design that satisfies the operation conditions was derived. Then, the performance of the lightweight composite reflector antenna was analyzed by performing detailed structural analysis on modal analysis, quasi-static, thermal gradient, and dynamic behavior.

병렬 직접 디지털 주파수 합성 기술이 적용된 위성 SAR 신호 발생기 개발

송경민(Kyoung-min Song),조준희(Jun-hee Cho),한진영(Jin-young Han),정상원(Sang-won Jung),송성찬(Sung-chan Song) 한국항공우주학회 2020 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2020 No.11

DAC를 이용한 Offset-PLL 설계 및 제작

임주현(Ju-Hyun Lim),송성찬(Sung-Chan Song) 한국전자파학회 2011 한국전자파학회논문지 Vol.22 No.2

본 논문은 GSM(Global System for Mobile communications)에서 주로 사용되는 Offset-PLL(Phase Locked Loop) 방식을 사용하여 낮은 위상 잡음과 빠른 위상 고정 시간, 우수한 불요파 특성을 갖는 주파수 합성기를 설계 제작 하였다. 제안된 주파수 합성기의 구조는 3번의 주파수 하향 변환을 통해 낮은 위상 잡음 갖도록 하였으며, 높은 주파수 해상도를 갖도록 세 개의 offset 주파수중 최종 offset 주파수를 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용하여 생성하였다. 또한, 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있도록 DAC(Digital to Analog Converter)를 사용하였다. DAC 사용에 따른 위상 잡음 열화를 줄이기 위해 DAC 노이즈 제거를 위한 필터를 설계하여 성능을 개선하였다. In this paper, we designed a frequency synthesizer with a low phase noise and fast lock time and excellent spurious characteristics using the offset-PLL(Phase Locked Loop) that is used in GSM(Global System for Mobile communications). The proposed frequency synthesizer has low phase noise using three times down conversion and third offset frequency of this synthesizer is created by DDS(Direct Digital Synthesizer) to have high frequency resolution. Also, this synthesizer has fast switching speed using DAC(Digital to Analog Converter). but phase noise degraded due to DAC. we improved performance using the DAC noise filter.

밀리미터파 W-대역에서 전차의 레이다 단면적 해석 및 응용

신호근(Hokeun Shin),송성찬(Sung Chan Song),김지형(Jihyung Kim),박용배(Yong Bae Park) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.9

본 논문에서는 밀리미터파 W-대역에서 전차의 레이다 단면적을 분석한다. 전차의 레이다 단면적은 PO와 PTD 기법기반으로 개발한 프로그램을 사용하여 계산하고, 상용 시뮬레이터와 비교를 통해 계산의 정확도를 검증한다. 전차의 레이다 단면적은 입사각, 편파, 포신 유 · 무에 따라서 계산하고 분석한다. 포탑의 형상 변화를 통해 레이다 단면적을 감소시킬 수 있고, 이것을 스텔스 전차 개발에 활용할 수 있음을 확인한다. In this paper, the radar cross section of a tank is analyzed at millimeter wave W-band. We calculate the radar cross section of the tank using the program based on PO and PTD and the computed results are compared with those of commercial simulator to check the accuracy of computations. The radar cross section is calculated in terms of the incident angle, polarization, and tank with or without cannon. The radar cross section can be reduced by changing the shape of the turret that can be applied to stealth tanks.

주파수 변조 단속 지속파를 이용하는 고해상도 밀리미터파 탐색기의 스퓨리어스 제거를 위한 스펙트럼 분석 기법

양희성(Heeseong Yang),전주환(Joohwan Chun),송성찬(Sung-Chan Song) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.1

본 논문에서는 주파수 변조 단속 지속파(Frequency Modulated Interrupted Continuous Wave: FMICW) 시스템을 기반으로 한 고해상도(HRR: High Range Resolution) 레이더 탐색기에서 발생하는 스퓨리어스(Spurious)를 제거하기 위한 스펙트럼 분석 기법에 대해서 연구하고 새로운 제거 기법을 제안한다. 주파수 변조 지속파(Frequency Modulated Continuous Wave: FMCW)를 기반으로 하는 고해상도 레이더 시스템과 다르게 FMICW를 사용한 시스템은 주기적으로 나타나는 비연속적 IF(Intermediate Frequency) 신호에 의해 스펙트럼 상에서 스퓨리어스가 생기게 된다. 이러한 스퓨리어스를 제거하기 위해서 대역 통과 필터(band pass filter)를 사용하면 FMICW 시스템의 정확도가 이전 추정된 거리 값에 의존적이 되고 random interrupted sequence를 사용하면 noise floor가 증가하며, staggering process를 사용하면 중복된 정보를 위해 여러 개의 파형을 송신해야 되는 단점이 있다. 최근 소개된 IAA(Iterative Adaptive Approach) 또는 SPICE(SemiParametric Iterative Covariance-based Estimation method)와 같은 스펙트럼 분석 기법을 이용하면 이러한 단점 없이 FMICW 시스템에서의 스퓨리어스를 효과적으로 제거할 수 있다. IAA 또는 SPICE를 사용하기 위해서는 신뢰할 수 있는 데이터(reliable data)와 신뢰할 수 없는 데이터(unreliable data)를 구분하고, 신뢰할 수 있는 데이터만 이용하여야 하는데, 이를 위해서 STFT(Short Time Fourier Transform)가 적용된다. In this thesis, we develop a spectral analysis scheme to eliminate the spurious peaks generated in HRR Millimeterwave Seeker based on FMICW system. In contrast to FMCW system, FMICW system generates spurious peaks in the spectrum of its IF signal, caused by the periodic discontinuity of the signal. These peaks make the accuracy of the system depend on the previously estimated range if a band pass filter is utilized to eliminate them and noise floor go to high level if random interrupted sequence is utilized and in case of using staggering process, we must transmit several waveforms to obtain overlapped information. Using the spectral analysis one of the schemes such as IAA(Iterative Adaptive Approach) and SPICE(SemiParametric Iterative Covariance-based Estimation method) which were introduced recently, the spurious peaks can be eliminated effectively. In order to utilize IAA and SPICE, since we must distinguish between reliable data and unreliable data and only use reliable data, STFT(Short Time Fourier Transform) is applied to the distinguishment process.

3 m급 광학영상 촬영을 위한 6U 초소형위성 시스템 개념설계

김극남,박상영,김기환,박승한,송영범,송성찬,Kim, Geuk-Nam,Park, Sang-Young,Kim, Gi-hwan,Park, Seung-Han,Song, Youngbum,Song, Sung Chan 항공우주시스템공학회 2022 항공우주시스템공학회지 Vol.16 No.3

The purpose of this study was to present a conceptual design of the 6U micro-satellite system for optical image of 3 m GSD. An optical camera system with a payload of 3 m GSD image was designed and optimized. The optical system has a diameter of Ø78 mm, length 250 mm, and 1400 mm focal length. The requirement and constraints were configured for the 6U micro-satellite bus system with the payload. Satisfying the requirement and constraints, the subsystems of the 6U bus were designed such as attitude and orbit control, propulsion, command and data handling, electrical power, communication, structures and mechanisms, and thermal control subsystem. The mass budget, power budget, and communication link budget were also confirmed for the 6U micro-satellite comprising the optical payload and the subsystems of bus. To take optical images, a mission operation concept is proposed for the 6U micro-satellite in a low-Earth orbit. A constellation comprising many 6U micro-satellites studied in this paper, can provide with various data for reconnaissance and disaster tracking.

HRSI를 위한 Multi-static SAR 위성의 자율적인 자세제어 알고리즘 설계

이상원(Sangwon Lee),김정배(Jeongbae Kim),박상영(Sang-Young Park),송영범(Youngbum Song),송성찬(Sung-Chan Song) 한국항공우주학회 2022 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2022 No.4

최소 자승법을 이용한 고해상도 밀리미터파 탐색기의 비선형 위상 오차의 추정

양희성(Heeseong Yang),전주환(Joohwan Chun),송성찬(Sung-Chan Song) 한국전자파학회 2012 한국전자파학회논문지 Vol.23 No.1

본 논문 연구에서는 고해상도 레이더 탐색기에 쓰이는 FMICW(Frequency Modulated Interrupted Continuous Wave) 또는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 시스템의 비선형 특성에 의해서 발생되는 거리 해상도(range resolution) 성능 저하 현상을 보상하기 위하여, 하드웨어의 비선형 위상 오차 성분을 다양한 진폭, 위상을 가지는 사인함수와 랜덤 성분으로 모델링하고, 이를 추정할 수 있는 신호 처리 알고리즘을 새롭게 제안하였다. 이 방법은 알고 있는 거리에 위치한 두 개의 기준점 목표물(point target)로부터 각각 측정된 두 개의 IF 신호를 연립방정식화하여 희소 선형식(sparse linear equation)을 세우고, 최소 자승법(least squares) 관점에서 최적 해로서의 비선형 오차 성분을 추정하는 방법으로써 추정된 비선형 오차 성분은 비선형 오차 특성 보상을 위한 사전왜곡(predistortion) 기법을 위해 사용될 수 있다. In this thesis, to compensate the sweep nonlinearity occurring in the high resolution radar system using FMICW or FMCW, the method of the estimation of the nonlinearity is proposed. The nonlinear phase component caused by the nonlinear characteristic of the radar system is modelled as a linear combination of the sinusoidal functions consisting of various magnitudes and phases(systematic nonlinear phase error) and a random component(stochastic nonlinear phase error). From two IF signals that are measured respectively independently for two reference point targets lying in different distances which are known, a sparse linear equation is made and solved by least squares method to estimate the nonlinear phase component. The estimated component can be used for predistortion method to compensate the sweep nonlinearity.