FTS를 이용한 지구 관측용 광학 탐측기의 기술 개발 동향

명환춘(Hwan-chun Myung),용상순(Sang-Soon Yong) 한국항공우주연구원 2012 항공우주산업기술동향 Vol.10 No.2

본 논문에서는 최근에 적외선 탐측기 개발을 위하여 점차 널리 사용되고 있는 FTS(Fourier Transform Spectrometer) 기술의 특징을 다른 분광 기술들과의 비교를 통하여 살펴보고, FTS 기술이 적용된 지구 관측 탑재체들의 개발현황과 특성을소개한다. FTS는다른 분광기술들과는 달리,광경로차에 의한간섭으로 구현하는 코사인 변환을 통하여 입력된 광원들의 주파수적 특성들을 변경하는 기술로서, 검출기에서는 이러한 코사인 변환된 값을측정한다는 점에서 중요한특징을 가지고 있다. 특별히,본 논문에서는FTS기술을 입력 광경로의 시간적 간섭으로 구현하는 마이켈슨(Michelson) 간섭기술과 입력 광경로의 공간적 간섭으로 구현하는 산약(Sagnac)간섭기술로 구분함으로써, FTS의 다양한 구현기술방법을 중심으로 소개한다. In the paper, FTS(Fourier Transform Spectrometer) technologies, which are well-known for many IR sounding missions ever developed, and such kind of instruments are reviewed in comparison with the other spectral separation methods. In particular, FTS allows an optical path difference to convert an input source from a spectral domain to an interferometric domain in a form of a cosine-transformation. In that sense, it is the main feature that a FTS detector measures a cosine-transformed interferogram as the result . In general, FTS can be implemented in two ways: temporal FTS(Michelson interferometer) and spatial FTS(Sagnac interfeometer). The two technologies are cleary compared and introduced along with their applications.

발사체의 속도가 FTS 수신기의 성능에 미치는 영향

강상기 통신위성ㆍ우주산업연구회 2014 한국위성정보통신학회논문지 Vol.9 No.3

무선통신 시스템에서는 운용하는 송신기나 수신기의 이동에 의해서 도플러 주파수 천이가 발생하며, 도플러 주파수 천이나 송수신기 사이에 존재하는 주파수 오프셋을 제거해야 원하는 성능을 얻을 수 있다. FTS(Flight Termination System)는 공공의 안전과발사체의 비정상적인 임무 수행을 막기 위해서 사용되는데 발사체의 경 우에는 지구 탈출을 위해서 초기 속도가 아주 빠르고 그에따라서 도플러 주파수 천이도 아주 크다. 최근 차세대 FTS의 도입을 위한 연구가 활발히 진행 중이며, 새로운 FTS를 도입하기 위해서는 도입하는 시스 템에 대한 도플러주파수의 영향을 검토해야 한다. 본 논문에서는 발사체의 도플러 주파수 천이가 FTS 수신기 의 성능에 미치는 영향을 분석하였으며,디지털 방식의 FTS와 톤 방식의 FTS에 미치는 영향으로 나누어 분석 하였다. 디지털 방식의 FTS인 EFTS(Enhanced FTS)에서는비동기 DPSK(Differential PSK)와 비동기 CPFSK (Continuous Phase FSK)에 미치는 영향을 중점적으로 검토하였고, 200Hz의 도플러 주파수 천이가 채널코딩 을 적용한 비동기 DPSK와 비동기 CPFSK에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 BER이10⁻⁵ 근 처에서 RS코딩은 약 0.5dB의 Eb/No가 악화되었고, 컨볼루션코딩과 BCH코딩은 성능변화가 거의 없거나 Eb/No가 0.1dB 정도악화되었다. 톤 방식의 FTS에서는 수신기가 직교검파기를 사용하는 경우에 대해서 분석 하였으며, 직교검파인 경우에는 도플러 주파수 천이의 영향을 거의 받지 않는다. A doppler shift is generated by moving a transmitter or receiver operated in communication systems. The doppler frequencyshift between a transmitter and a receiver or the frequency offset present in transceivers must be removed to get the wantedsystem performance. FTS is used for preventing an accident from operating abnormally and for guaranteeing publicprotection. A launching vehicle's initial velocity is very fast in order to escape the earth and the amount of doppler shiftis large. Recently many studies to adopt the next generation FTS are ongoing. To introduce new FTS, the effects of doppler shifton the performance of the new FTS must be studied. In this paper the doppler effect caused by launching vehicle's velocityaffecting the performance of FTS receiver is investigated into two cases, one is for EFTS as a digital FTS and the otheris for FTS using a tone signal. Noncoherent DPSK and noncoherent CPFSK are considered as the modulation methods ofEFTS. In the cases of the doppler frequency shift of 200Hz present in EFTS using noncoherent DPSK and noncoherentCPFSK are simulated. Simulation results show that Eb/No of 0.5dB deteriorates in the region of near BER of about 10⁻⁵in RS coding. And there is no performance variation in Eb/No or Eb/No is worsened about 0.1dB in the same BER regionfor the case of using convolutional and BCH coding. Quadrature detector used in FTS using tone signals is not influencedby the doppler frequency shift.

FTS 방식이 전력증폭기의 성능에 미치는 영향

강상기 통신위성ㆍ우주산업연구회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.1

다양하고 많은 발사체를 효과적으로 운영하기 위해서 우리의 실정에 맞는 차세대 FTS(Flight Termination System)를 선정해서 개 발할 필요가 있다. 차세대 FTS 방식으로는 Standard 톤, Secure 톤, MHA(Modified High Alphabet), EFTS(Enhanced FTS) 그리고 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)가 검토되고 있다. FTS는 사용 목적 때문에 우수한 성능과 높은 신뢰성을 필요로 하며, 소요 수량이 적은 반면에 가격은 고가이다. 때문에 차세대 FTS의 방식을 선정해서 새로운 FTS를 도입하더라도 현재 사용하고 있는 시스템의 주요 구성품의 재사용 가능성 여부도 검토할 필요가 있다. 특히 송신기의 주요 구성품인 전력증폭기는 반드시 재사용 가능 성을 검토할 필요가 있다. 신호의 CCDF(Complementary Cumulative Distribution Function)는 신호의 평균전력에 대한 첨두전력의 비를 빈도로 나타낸 것이므로 전력증폭기나 송신기의 성능을 나타낼 때 주로 사용한다. 본 논문에서는 전력증폭기의 재사용 가능성 을 검토하는 방법으로 송신신호의 CCDF를 시뮬레이션해서 비교하는 방법을 이용하였다. CCDF 시뮬레이션 결과 Standard 톤의 PEP(Peak Envelop Power)는 0.21dB로 계산되었으며, Secure 톤과 MHA은 송신신호가 Standard 톤과 같기 때문에 동일한 PEP를 갖는다. CPFSK 변조를 이용하는 EFTS의 경우에 PEP는 1.81dB 였으며, BPSK 변조를 이용하는 DSSS의 경우에는 2.6dB로 계산되 었다.

철도 교육용 VR 시뮬레이터의 FTS와 PTS 대체 교육 효과에 관한 연구

서은영,이규복 대한교통학회 2021 대한교통학회지 Vol.39 No.3

With the expansion of express railways and the development of the railway industry, educational training for employees working in the rail industry is becoming increasingly important. Simulation devices such as FTS and PTS can be used to supplement the main training courses for both students majoring railway and employees in the field. VR seems to provide valuable training experiences that present knowledge and techniques necessary for a variety of railway driving conditions. These devices are the relevant supplement to the daily hands-on experience for students and employees. In this context, this study examines whether VR simulators can be supplement devices for FTS and PTS used in the railway academy. Thus, three major hypotheses were derived. Then the factor analysis was adopted to produce significant factors that can be utilized in regression analysis. The research results reveal that VR simulator turn out to be effective supplement of providing educational simulation techniques. 우수한 철도 인재들을 배출하기 위하여 철도 관련 기관이나 대학교에서 철도 전문 인력 양성을 위한 시뮬레이션 교육을 시행하고 있다. 철도 실무 교육의 중심이 되는 FTS와 PTS 같은 시뮬레이션 기기는 교육 인력 수요에 비례하여 부족한 것이 지금의 현실이다. 최근 다양한 신기술로 무장한 VR이 현재 철도분야에서 활용되고 있는 FTS와 PTS 같은 시뮬레이션 기기를 보완할 수 있는 가능성은 얼마든지 있다고 본다. 이 같은 맥락에서 본 연구에서는 현재 운용 중인 물리적 기반의 시뮬레이션 교육에 대한 보완장치로서 VR을 통한 가상현실 기반의 시뮬레이션 교육 방법을 제시하였다. 본 연구에서는 VR을 통한 교육훈련이 FTS와 PTS 같은 시뮬레이션 기기에 의한 교육과 비교하여 얼마나 효과적인가를 검증하기 위하여 가설을 설정하였다. 이를 위해 설문조사를 통한 요인분석을 실시하여 주요한 요인들을 도출하였다. 이러한 요인들을 통하여 회귀분석의 독립변수를 찾아내어 종속변수에 미치는 영향을 살펴보았다. 가설 검증 결과 VR이 FTS와 PTS의 기능을 상당 부분 대체할 수 있는 것으로 연구결과가 도출되었다.

간섭신호가 EFTS의 성능에 미치는 영향

강상기 통신위성ㆍ우주산업연구회 2014 한국위성정보통신학회논문지 Vol.9 No.3

무선통신 시스템은 동일채널 또는 인접채널에서 동작하는 무선 송신기에 의해서 간섭을 받는다. 때문에 새로 운 서비스를 도입할경우에는 도입하는 시스템과 기존 시스템 상호 간에 미치는 간섭분석을 통해서 서로 공존 할 수 있는 기술기준을 마련해야 한다. FTS(Flight Termination System)는 공공의 안전을 보장하고 발사체의 비정상적인 임무수행을 막기 위해서 사 용된다. 최근에는 보안성을 높이고 여러 발사체나 비행체에서 동시에 운용할 수 있는 차세대 FTS에 대한 연구 가 진행 중이며, EFTS(Enhanced FTS)는이러한 목적에 적합하다. 본 논문에서는 간섭신호가 EFTS의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. EFTS의 변조방식으로는 비동기DPSK(Differential PSK)와 비동기 CPFSK (Continuous Phase FSK)를 고려하였고, 간섭원으로는 FMCW(Frequency ModulatedContinuous Wave) 신호 와 펄스레이더를 고려하였다. 간섭원의 전력은 FMCW의 경우 원신호보다 20.3dB가 작고, 펄스레이더의 경우 에는 원신호보다 19.1dB가 작은 것으로 설정하고 간섭 영향을 시뮬레이션하였으며, 시뮬레이션 결과 FMCW 간섭의 경우 Eb/No가1dB 정도 악화되었고, 펄스레이더 간섭 신호의 경우 Eb/No가 약 0.5dB 악화되었다 A radio communication system has interference caused by other radio transmitters operated in co- channel or adjacentchannels. Therefore technical specifications are made by considering and investigating the effects of interference betweenthe new system and present systems when the new system will be started to serve in the near future. FTS is used for preventing an abnormal mission and guaranteeing public protection. Recently the next generation FTS's areresearched to reinforce the security and to increase the operating capability of simultaneous use. EFTS known as one ofthe next generation FTS's is suitable for such purposes. In this paper the effects of interference signals on the performanceof EFTS are investigated. Noncoherent DPSK and noncoherent CPFSK are considered for the modulation method of EFTSand a FMCW and a pulse RADAR considered as a interferer. The power of FMCW is 20.3dB lower than the power ofEFTS and the power of pulse RADAR is 19.1dB lower than that of EFTS. Simulation results show that FMCW interfererreduce Eb/No of about 1dB and Eb/No of EFTS deteriorates about 0.5dB due to interference signals generated from pulseRADAR.

Comparison of XCH4 Derived from g-b FTS and GOSAT and Evaluation Using Aircraft In-Situ Observations over TCCON Site

Samuel Takele Kenea,오영석,구태영,Jae-Sang Rhee,변영화,Lev D. Labzovskii,Shanlan Li 한국기상학회 2019 Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences Vol.55 No.3

It is evident that evaluating the measurement of greenhouse gases (GHGs) obtained from multi-platform instruments against accurate and precise instrument such as aircraft in-situ is very essential when using remote sensing GHGs results for source/sink estimations with inverse modeling. The results of the inverse models are very sensitive even to small biases in the data (Rayner and O’Brien 2001). In this work, we have evaluated ground-based high resolution Fourier Transform Spectrometer (g-b FTS) and the Greenhouse gases Observing SATellite (GOSAT) column-averaged dry air mole fraction of methane (XCH4) through aircraft in-situ observations over Anmyeondo station (36.538o N, 126.331o E, 30 m above sea level). The impact of the spatial coincidence criteria was assessed by comparing GOSAT data against g-b FTS.We noticed there was no any systematic difference based on the given coincidence criteria. GOSATexhibited a bias ranging from 0.10 to 3.37 ppb, with the standard deviation from 4.92 to 12.54 ppb, against g-b FTS with the spatial coincidence criteria of ±1, ±3, ±5 degrees of latitude and longitude and ± 1 h time window. Data observed during ascent and descent of the aircraft is considered as vertical profiles within an altitude range of 0.2 to a maximum of 9.0 km so that some assumptions were applied for the construction of the profiles below 0.2 and above 9.0 km. In addition, the suitability of aircraft data for evaluation of remote sensing instruments was confirmed based on the assessment of uncertainties. The spatial coincidence criteria is ±1o latitude and ± 2o longitude and for temporal difference is ±1 h of the satellite observation overpass time were applied, whereas g-b FTS data are the mean values measured within ±30 min of the aircraft observation time. Furthermore, the sensitivity differences of the instruments were taken into account.With respect to aircraft, the g-b FTS data were biased by −0.19 ± 0.69%, while GOSAT data were biased by −0.42 ± 0.84%. These results confirm that both g-b FTS and GOSAT are consistent aircraft observations and assure the reliability of the datasets for inverse estimate of CH4.

FTS를 이용한 논리적 망 분리와 행위기반 탐지 시스템에 관한 연구

김민수,신상일,안정준,김귀남 한국융합보안학회 2013 융합보안 논문지 Vol.13 No.4

인터넷망을 이용한 정보 전달의 대표적인 수단인 이메일 서비스 등을 통한 보안위협이 급증하고 있다. 이러한 보안위협의 공격 경로는 첨부된 문서파일에 악성코드를 삽입하고, 해당 응용프로그램의 취약점을 이용하여 사용자의 시스템을감염시키게 된다. 따라서 본 연구에서는 파일 전송과정에서 위장악성코드의 감염을 차단하기 위해, 논리적 망 분리인FTS(File Transfer System)를 이용한 무결성 검증 및 행위기반 탐지 시스템을 제안하고, 기존의 보안기법과의 비교 및검증하고자 한다.

변조 방식과 채널 코드에 따른 EFTS 성능 비교

강상기 통신위성ㆍ우주산업연구회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.2

최근에 Standard 톤 방식의 FTS(Flight Termination System)는 보안 및 다수의 발사체가 동시에 운영될 때 문제가 있음이 보고되 어, 차세대 FTS의 도입이 검토되고 있다. 본 논문에서는 차세대 FTS로 도입이 검토되고 있는 EFTS(Enhanced FTS)의 변조 방식 및 채널 코드에 따른 BER 성능을 비교하였다. EFTS의 변조 방식으로는 비동기 BFSK, 동기 BPSK, 비동기 DPSK, 동기 CPFSK 그리고 비동기 CPFSK의 성능을 비교 검토하였으며, 채널 코드로는 컨볼류션널, RS 그리고 BCH의 성능을 비교하였다. EFTS의 변조 방식의 성능 시뮬레이션 결과 동기 방식이 비동기 방식에 비해 우수한 성능을 가짐을 확인하였다. 그러나 동기 방식은 발사체 의 환경에서 동기의 획득 및 유지문제 그리고 동기를 위해서 추가적으로 사용되는 부품들의 신뢰성을 고려하면 도입이 어렵다. 비동 기 방식에서는 DPSK, 비동기 CPFSK 그리고 비동기 BFSK 순서로 BER 성능이 좋은 것으로 시뮬레이션되었다. 그러나 DPSK 변조 의 경우 PEP(Peak Enveop Power)가 약 2.6dB(rolloff 0.5인 경우)로 CPFSK의 PEP 1.8dB 보다 크기 때문에 송신기의 구성측면에서 불리하다. 채널 코드에 따른 성능 시뮬레이션 결과를 보면 컨볼루션널 코드가 다소 좋은 성능을 보이지만, 원하는 BER을 갖는 Eb/No 부근에서는 RS의 BER 성능 개선 정도가 더 우수함을 확인하였다.

증폭 메카니즘을 이용한 FTS의 고주파수 특성

최수창(S. C. Choi),김용우(Y. W. Kim),박정우(J. W. Park),이득우(D. W. Lee) 한국정밀공학회 2008 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2008 No.11월

Enhanced Electrical Properties of AZO Thin Films Grown on Different Substrates by Using a Facing-Target Sputtering System with Hetero Targets

이창현,배강,진익현,김화민,손선영 한국물리학회 2015 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.67 No.6

Al-doped ZnO (AZO) films were deposited on glass, polyethylene naphthalate (PEN) and polyethylene terephthalate (PET) at room temperature by using conventional rf-magneton sputtering (CMS) and a facing-target sputtering (FTS) with hetero targets of Al2O3 and ZnO. Their structural, surface morphology, electrical and optical properties were characterized by using X-ray diffractometry (XRD), atomic force microscopy (AFM), Hall-effect measurement and ultravioletvisible spectrophotometry, respectively. The films exhibit highly c-axis preferred orientation and a closely packed nanocrystalline. Structure the FTS-films deposited on plastic substrate are found to receive much less stress due to bombardment of high-energy particles compress to the CMS-films deposited on plastic substrates, during the sputtering process, which can enhance the electrical properties and crystalline quality of the FTS-films compared with those of the CMS-films. The resistivities of the FTS-films are 6.50 × 10−4 ·cm on glass, 7.0 × 10−4 ·cm on PEN and 7.4 × 10−4 ·cm on PET while the values for the CMS-films are 7.6 × 10−4 ·cm on glass, 1.20 × 10−3 ·cm on PEN and 1.58 × 10−3 ·cm on PET.