KR100456909B1

KR100456909B1 - 비행종단시스템용 명령발생기

Info

Publication number: KR100456909B1
Application number: KR10-2002-0057601A
Authority: KR
Inventors: 이재득; 조광래; 이수진
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2002-09-23
Filing date: 2002-09-23
Publication date: 2004-11-10
Also published as: KR20040026224A

Abstract

본 발명은 로켓 및 인공위성 발사체가 비행 중에 고장 등으로 인해 비 정상적으로 비행(원하지 않는 궤도로 비행)할 경우 지상에서 비행중단 명령을 송신하여 비행을 중단시키는데 이 비상 정지 명령을 발생하는 장치에 관한 것으로, 특히 구성이 단순하면서 사용이 간편한 비행종단시스템용 명령발생기에 관한 것이다.

위성발사용 우주발사체나 대부분의 과학 로켓에는 탑재부의 전기적 또는 기계적인 고장으로 인해 로켓이 안전영역을 벗어나 비행할 것을 대비하여 비행종단시스템(Flight Termination System;FTS)을 채용하고 있다.

FTS시스템은 크게 탑재용 장치와 지상용 장치로 구분할 수 있는데 탑재용 시스템은 안테나, 수신/복호기, 안전장치(Safety and Arm Device), 파이로 장치(Pyro)등으로 구성되고 지상시스템은 명령발생기, 송신기, 안테나 등으로 구분할 수 있는데, 본 발명은 지상시스템 중 명령발생기에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 종래의 미국 특허 제5,982,167호에서 ROM과 10 Bit DAC등의 많은 소자를 이용하여 아주 복잡한 구조로 설계되어 있는 것을 상용의 Sub-carrier Oscillator 그리고 믹서 앰프(Mixer Amp)등을 이용함으로서 구조도 간단하고 비용도 아주 저렴한 FTS 명령발생기를 제안한 것이다.

Description

비행종단시스템용 명령발생기{Command Generator for Flight Termination System}

로켓 및 인공위성 발사체의 비행 궤도가 미리 설정된 안정 영역을 벗어날 경우 지상에서 안전을 위하여 비상 폭파 명령을 송신하여 폭발이나 추력을 중단시켜 비행을 중단시킨다.

비상 폭파시키는 시스템을 비행종단시스템이라고 하는데 이 시스템은 크게 탑재시스템과 지상시스템으로 구분되며 탑재용 시스템은 안테나, 수신/복호기, 안전장치(Safety and Arm Device), 파이로 장치(Pyro)등으로 구성되고 지상 시스템은 명령을 발생하는 FTS 명령발생기와 이것을 RF 신호로 변조하는 송신기,변조된 RF 신호를 무선으로 로켓에 송신하기 위한 안테나로 구성된다.

본 발명은 지상 시스템 중에 비행종단명령을 발생하는 명령발생기에 관한 것으로, 이와 관련된 기술적인 상세한 정보는 우주 개발 선진국에서는 수많은 발사 시험과 실패 경험으로 많은 기술이 축적되어 신뢰도 높은 방식을 채택하고 있을 것으로 추정되나 로켓 관련 기술은 우주 개발 선진국에서 미사일 기술 통제체제(MTCR : Missile Technology Control Regime)법을 만들어 타국으로 기술이전을 극히 제한하고 있기 때문에 특허나 기술 문서로 공개를 하지 않아서 알 수가 없다.

다만 미국 특허 제5,982,167호에서 명령 발생부 도면(도2 참조)을 보면 Tone을 만들기 위하여 Resister, ROM, DAC, OSC 등을 사용하여 복잡하게 구성되어 있을 뿐 아니라 실제 운용시에는 개인용 컴퓨터(PC)을 이용해야 하는 어려움이 있어서 일반인이 구현하기는 아주 까다롭다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점에 의해 안출된 것으로 상용 제품인 FM/FM 변조용으로 사용되고 있는 VCO(전압제어발진기;Voltage Control Oscillator), 믹서 앰프, Tr과 같이 간단한 ESW(전기적인 스위치;Electrical Switch) 그리고 시퀀스 제어기를 이용하여 구조가 간단하면서 제작이 용이한 지상용 비행중단시스템의 핵심부분인 비행종단용 명령발생기를 구현하는 것이다.

이러한 본 발명은 미국 특허 제5,982,167호와는 달리 상용 제품인 부품을 활용함으로써 쉽게 구현이 가능한 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예 구성도

도 2 는 종래의 명령발생부 구성도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 전원공급장치

2 : ESW(전기적인 스위치;Electrical Switch)

3 : 시퀀스 제어기

4 : VCO(전압제어발진기;Voltage Control Oscillator)

5 : 믹서 앰프(Mixer Amplifier)

6 : UHF송신기 7 : 안테나

이러한 본 발명은 도 1 에서와 같이 전원공급장치(1)의 5VDC 전원을 VCO에 입력하는 4개의 ESW(2)와, 상기 4개의 ESW(2)를 on, off 제어하는 시퀀스 제어기(3)와, 상기 시퀀스 제어기(3)의 on, off 제어에 의해 ESW(2)를 통해 5VDC를 공급받아 미리 선정된 주파수로 발진하는 VCO(4)와, 상기 VCO(4)의 발진주파수를 증폭하는 믹서앰프(5)와, 상기 믹서 앰프(5)에서 출력되는 신호를 RF 신호로 변조하는 UHF송신기(6)와, 상기 UHF송신기(6)에서 변조된 RF 신호를 무선으로 로켓이나 우주발사체에 송신하기 위한 안테나(7)로 이루어진다.

전원공급장치(1)의 5VDC 전원은 Tr과 같은 간단한 ESW(2)를 통해 VCO(4)(주파수는 IRIG 표준에 따라 VCO 1 : 7,500Hz, VCO 2 : 8,460Hz, VCO 3 : 9,540Hz, VCO 4 : 10,760Hz으로 선정)에 입력되고 VCO(4) 출력은 믹서 앰프(5)에 연결되어 증폭된다.

또한, ESW(2)를 주어진 순서대로 구동시킬 시퀀스 제어기(3)는 도 1 과 같이 4개의 ESW(2)에 연결된다.

이러한 본 발명의 작동원리를 설명하면 전원을 켜면 ESW1과 ESW4의 스위치가 "on" 되면 VCO1과 VCO4를 통해 Tone1과 Tone4가 "High" 상태가 되고 수십 msec시간 지연 후 ESW4를 "off"하면 Tone4가 "Low" 상태가 되고 다시 수십 msec시간 지연 후 ESW2를 "on" 하여 Tone2를 "High" 상태가 되는 시간 지연 기능을 갖도록 시퀀스 제어기(3)가 4개의 ESW(2)를 제어하면 FTS 지상시스템과 FTS 탑재시스템의 일반적인 프로토콜(tone 1, 4 on : ARM 모드, tone 4 off : FTS Enable 모드, tone 2 on : Destruction 모드)로 구현되어 비상사태시 비행중단 명령발생기의 전원만 On하면 자동으로 상기 프로토콜에 맞도록 동작되게 된다.

본 발명은 종래의 기술에 비해 구현이 단순할 뿐 아니라 PC를 사용하지 않고 상용제품을 사용하여 시스템을 구현함으로써 시스템 구조가 간단하고 비용이 아주 저렴하여 앞으로 건설중인 우주센터의 지상용 FTS시스템 제작시 활용될 것이다.

Claims

전원공급장치(1)의 5VDC 전원을 VCO(4)에 입력하는 4개의 ESW(2)와,

상기 4개의 ESW(2)를 on, off 제어하는 시퀀스 제어기(3)와,

상기, 시퀀스 제어기(3)의 on, off 제어에 의해 ESW(2)를 통해 5VDC를 공급받아 미리 선정된 주파수로 발진하는 VCO(4)와,

상기 VCO(4)의 발진주파수를 증폭하는 믹서 앰프(5)와,

상기 믹서 앰프(5)에서 출력되는 신호를 RF 신호로 변조하는 UHF송신기(6)와,

상기 UHF송신기(6)에서 변조된 RF 신호를 무선으로 로켓이나 우주발사체에 송신하기 위한 안테나(7)로 구성됨을 특징으로 하는 비행종단시스템용 명령발생기.
제 1 항에 있어서, 시퀀스 제어기(3)는 ESW(2)를 on, off 제어하여 시간 지연 기능을 갖도록 구성됨을 특징으로 하는 비행종단시스템용 명령발생기.