정지궤도 위성의 발사 및 궤도 환경을 고려한 GNSS 수신기 구조설계 기반의 방사선 차폐 해석

국문 초록 (Abstract)

정지궤도 위성의 궤도 결정에 사용되는 GNSS 수신기의 구조설계를 기반으로 위성의 임무 기간(15.3년) 동안 전자부에 누적되는 총 이온화 선량(TID)에 대한 차폐 해석 결과를 제시한다. 위성의 발사 및 비행이벤트에서 유발되는 다양한 기계적 하중에 따른 모드 해석, 준-정적 해석 및 랜덤 진동 해석을 통해 수신기 하우징 및 전자부의 구조적 안전성을 확인하였다. 구조적 안정성이 확인된 수신기의 하우징 내부의 전자부에 누적되는 TID에 대한 차폐 해석은 3차원 역방향 몬테카를로 방법을 적용하여 수행하였다. 이 결과를 반영하여 수정된 수신기는 구조적 안전성과 함께 정지궤도 위성의 장기 임무기간 동안 누적되는 높은 방사선량에 대해 적절한 설계 여유가 있음을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper presents the shielding analysis results for the Total Ionizing Dose(TID) accumulated in the electronic boards over the mission period(15.3 years), based on the structural design of the GNSS receiver used for orbit determination of geostationary satellites. The structural safety of the receiver housing and electronics was verified through modal analysis, quasi-static analysis, and random vibration analysis to assess the various mechanical loads induced by the satellites launch and flight events. The shielding analysis for the TID accumulated in the electronic boards inside the housing of the receiver, which has confirmed structural stability, was conducted using the three-dimensional reverse Monte Carlo method. Reflecting the results of this analysis, the final modified receiver has been confirmed to have adequate design margins against the high radiation levels accumulated during the mission duration of the geostationary satellite, along with structural safety.