KR101401295B1 - 위성체 시험 장치 - Google Patents

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윤영수
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Abstract

본 발명은 위성체 시험 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 장치는 위성체 및 위성체를 제어하는 위성체 제어장치 사이에서 전기적으로 연결되고, 위성체 및 위성체 제어장치 간에 주고 받는 위성체 신호를 측정하기 위한 인터페이스를 제공하는 측정 인터페이스부를 포함하고, 측정 인터페이스부는 위성체 신호의 전송 라인에 병렬로 접속되어 외부 측정기기로 위성체 신호를 전달하는 복수 개의 접속 단자를 포함한다. 본 발명에 의하면, 위성체가 발사하기 전까지 위성체에 대한 점검을 보다 편리하게 수행할 수 있다.

Description

위성체 시험 장치{Satellite Test Apparatus}
본 발명은 위성체 시험 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 위성체 및 위성체를 제어하는 위성체 제어장치 사이에 연결되어 위성체가 발사하기 전까지 위성체에 대한 다양한 점검을 수행할 수 있는 위성체 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인공위성은 지구에서 발사되어 지구의 둘레를 궤도 비행하는 인공적인 장치로, 위성체와 발사체(탑재체)로 구분될 수 있으며, 과학 관측 연구, 군사를 포함하는 안전 보장 상 필요한 정보 수집이나 우주 공간을 이용하는 산업 활동 등에서 이용되고 있다. 인공위성은 일단 발사가 완료되면, 고장이 발생되더라도 지상으로 회수하여 수리할 수 없기 때문에 초기 설계 단계에서 제작 및 성능 검증 단계에 이르기까지 각 단계마다 엄격한 시험 평가 작업이 수반되고 있다.
그리고, 위성체가 발사하기 전까지 위성체의 전력계, 자세 제어계 및 원격 측정 명령계의 요구에 따라 위성체 제어 시스템의 시험 장비를 이용하여 위성체가 정상적인 기능을 수행하는지 점검하는 것으로 위성체에 대한 기능 시험을 수행한다.
그러나, 종래와 같이, 위성체 제어 시스템의 시험 장비를 이용하여 위성체를 점검하는 방법은 위성체의 다양한 기능을 점검하기 위하여 위성체 개발에 관련된 담당자가 위성체 점검에 전원 투입되어야 하는 문제점이 있었다.
또한, 위성체 점검을 위한 시험 장비의 구성이 매우 복잡하고, 위성체와 각 시험 장비 사이의 제어 및 통신을 위한 케이블의 구성이 매우 복잡한 문제점이 있었다.
이에 따라, 위성체를 점검하기 위한 시간이 오래 걸리고, 위성체를 점검하기가 번거로운 문제점이 있었다.
KR 2004-0043357 A
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위성체 및 위성체 제어장치 사이에서 전기적으로 연결되는 측정 인터페이스부를 통해 위성체 신호를 측정하기 위한 인터페이스를 제공함으로써 위성체가 발사하기 전까지 위성체에 대한 점검을 보다 편리하게 수행할 수 있는 위성체 시험 장치를 제공함에 있다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 시험 장치는 위성체 및 상기 위성체를 제어하는 위성체 제어장치 사이에서 전기적으로 연결되고, 상기 위성체 및 상기 위성체 제어장치 간에 주고 받는 위성체 신호를 측정하기 위한 인터페이스를 제공하는 측정 인터페이스부를 포함하고, 상기 측정 인터페이스부는 상기 위성체 신호의 전송 라인에 병렬로 접속되어 외부 측정기기로 상기 위성체 신호를 전달하는 복수 개의 접속 단자를 포함한다.
상기 측정 인터페이스부는 상기 위성체 신호의 전송 라인과 상기 복수 개의 접속 단자 사이에 각각 접속되는 복수 개의 저항을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 접속 단자는 제1 및 제2 접속 단자를 포함하고, 상기 복수 개의 저항은 일단이 상기 위성체 신호의 전송 라인에 접속되고, 타단이 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제1 저항, 그리고 일단이 상기 제2 접속 단자에 접속되고, 타단이 상기 위성체 신호의 전송 라인에 접속되는 제2 저항을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 저항은 미리 정해진 기준값 이상일 수 있다.
상기 복수 개의 접속 단자는 BNC 커넥터(Bayonet Neil-Concelman connector)의 접속 단자일 수 있다.
상기 측정 인터페이스부는 상기 복수 개의 접속 단자와 전기적으로 연결되어 상기 외부 측정기기의 측정 단자와 접속되는 테스트 포인트, 그리고 상기 테스트 포인트가 복수 개 형성된 테스트 포인트 패드를 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 테스트 포인트는 상기 테스트 포인트 패드 상에 일렬로 나란하게 형성될 수 있다.
상기 위성체 신호는 상기 위성체 제어장치에서 상기 위성체로 전송되는 위성체 명령 신호, 상기 위성체에서 상기 위성체 제어장치로 전송되는 위성체 상태 신호, 전원 공급기에서 상기 위성체로 전송되는 위성체 전원 신호, 상기 위성체 및 상기 위성체 제어장치 간에 직렬 통신 방식으로 주고 받는 위성체 직렬 명령 신호 또는 위성체 직렬 상태 신호 중 적어도 하나일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 위성체 시험 장치에 따르면, 위성체 및 위성체 제어장치 사이에서 전기적으로 연결되는 측정 인터페이스부를 통해 위성체 및 위성체 제어장치 간에 주고 받는 위성체 신호를 측정하기 위한 인터페이스를 제공함으로써 위성체가 발사하기 전까지 위성체에 대한 점검을 보다 편리하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
즉, 종래와 같이, 위성체의 기능을 검증하기 위해 복수 개의 시험 장비를 위성체에 연결하지 않고도 위성체 시험 장치에 구비된 복수 개의 테스트 포인트를 외부 측정기기의 측정 단자와 직접 접속함으로써 위성체의 다양한 상태에 대한 측정 및 감시를 보다 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 측정 인터페이스부는 위성체 신호의 전송 라인과 복수 개의 접속 단자 사이에 복수 개의 저항을 연결함으로써 위성체 신호의 전송 효율을 저하시키지 않으면서도 위성체 신호의 측정 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
게다가, PXI(PCI eXtentions for Instrumentation) 플랫폼을 기반으로 하여 위성체 시험 장치를 구현함으로써 위성체를 제어하기 위한 기능을 다양하게 확장할 수 있는 장점이 있다.
또한, 위성체 시험 장치를 이동형 랙 형태으로 구현하여 위성체에 대한 점검 절차를 간소화하고 점검 인력을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 위성체 점검을 위한 시험 장비의 복잡성을 해소하고, 위성체를 점검하기 위한 시간 및 번거로움을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 시험 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 랙 형태의 위성체 시험 장치의 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시한 측정 인터페이스 장치의 내부 회로도이다.
도 4는 도 2에 도시한 테스트 포인트 패드의 상세 구성도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 시험 장치의 블록도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 랙 형태의 위성체 시험 장치의 구성도, 도 3은 도 1에 도시한 측정 인터페이스 장치의 내부 회로도 및 도 4는 도 2에 도시한 테스트 포인트 패드의 상세 구성도를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 위성체 시험 장치(100)는 위성체(50) 및 위성체(50)를 제어하는 위성체 제어장치(70) 사이에서 전기적으로 연결되어 위성체(50)가 발사하기 전까지 위성체(50)의 발사 결정에 필요한 위성체 신호를 측정하고 감시할 수 있게 하는 장치이다.
보다 상세하게 설명하면, 위성체 시험 장치(100)는 발사체(55)와 직접 접속하여 위성체(50)가 발사하기 전까지 위성체(50)에 전원을 공급할 수 있고, 위성체 명령 신호를 위성체 제어장치(70)로부터 전달 받아 위성체(50)에 전송할 수 있다. 또한, 위성체 시험 장치(100)는 발사 결정에 필요한 위성체의 상태를 감시하기 위하여 위성체 상태 신호를 위성체(50)로부터 전달 받아 위성체 제어장치(70)로 전송할 수 있다.
위성체 시험 장치(100)는 소형화된 이동형 랙(싱글 베이 랙)의 형태로 형성되어 발사장에서 이동이 용이하도록 하고, 발사 시 발생하는 외부의 충격에도 위성체 시험 장치(100)의 내부에 탑재된 모든 장치가 안전하게 보호되도록 구성될 수 있다.
위성체 시험 장치(100)는 PXI(PCI eXtentions for Instrumentation) 수행부(120) 및 측정 인터페이스부(140)를 포함하여 구성된다.
PXI 수행부(120)는 PXI 플랫폼을 기반으로 구현하여 위성체(50)를 제어하고 점검하기 위한 기능을 확장할 수 있다. PXI를 기반으로 한 PXI 수행부(120)는 고속 PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스 기반의 소프트웨어 또는 하드웨어 어플리케이션에 직접 적용할 수 있고, 열악한 환경, 예컨대 극한의 진동, 충격, 온도 또는 습도에서도 적합하게 활용될 수 있다.
PXI 수행부(120)는 내부에 통신 카드(121), 스위치 카드(122), 메뉴얼 인터페이스(Manual Interface) 카드(123), 멀티플렉서(Mux) 카드(124), 저항 측정 카드(125) 및 원격 제어 카드(126)를 장착하여 위성체(50) 및 위성체 제어장치(70) 간에 다양한 위성체 신호를 주고 받을 수 있으며, 위성체(50) 및 위성체 시험 장치(100)에 대한 다양한 응용 프로그램을 수행하여 제어할 수 있게 한다.
이 중에서 통신 카드(121)는 위성체(50) 및 위성체 제어장치(70) 간에 직렬 통신 방식으로 위성체 신호 및 정보를 주고 받을 수 있도록 RS-422(Recommended Standard-422) 통신 카드 등으로 이루어질 수 있다.
스위치 카드(122)는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치 등으로 이루어질 수 있으며, 측정 인터페이스부(140)를 통해 위성체 제어장치(70)에서 위성체(50)로 위성체 명령 신호를 전송하기 위하여 사용될 수 있다.
메뉴얼 인터페이스 카드(123)는 측정 인터페이스부(140)로 전원을 공급하고, 측정 인터페이스부(140)로부터 릴레이 상태 신호를 수신할 수 있다.
멀티플렉서 카드(124)는 위성체(50)에서 전달한 위성체 상태 신호를 측정 인터페이스부(140)를 통해 수신하고, 수신된 위성체 상태 신호를 위성체 제어장치(70)로 전송하기 위하여 사용될 수 있다.
저항 측정 카드(125)는 DMM(Digital Multi Meter)을 이용하여 저항을 측정하기 위하여 사용될 수 있다.
원격 제어 카드(126)는 PXI Express 카드 등으로 이루어질 수 있으며, 사용자 단말(80)에서 위성체 시험 장치(100)를 원격으로 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
측정 인터페이스부(140)는 위성체(50)의 동작을 제어하고 감시하기 위해 위성체(50) 및 위성체 제어장치(70) 간에 주고 받는 위성체 신호를 측정하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 측정 인터페이스부(140)는 스위치 카드(125)를 통해 위성체 제어장치(70)에서 위성체(50)로 전송되는 위성체의 발사 형상 설정에 필요한 위성체 명령 신호가 신호 특성에 맞게 정상적으로 전달되는지 측정하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 측정 인터페이스부(140)는 전원 공급기(130)에서 위성체(50)로 안정적인 위성체 전원 신호가 지속적으로 공급되는지 측정 및 감시하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 측정 인터페이스부(140)는 전원 공급기(130)에서 위성체(50)의 배터리로 안정적인 배터리 충전 전원 신호가 지속적으로 공급되는지 측정 및 감시하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 측정 인터페이스부(140)는 통신 카드(121)를 통해 직렬 통신 방식으로 통신하는 위성체(50) 및 위성체 제어장치(70) 간에 위성체 직렬 명령 신호 또는 위성체 직렬 상태 신호가 신호 특성에 맞게 정상적으로 통신하는지 측정 및 감시하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.
이하에서는 측정 인터페이스부의 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 측정 인터페이스부(140)는 복수 개의 접속 단자(141a~141n), 복수 개의 저항(142a~142n), 복수 개의 테스트 포인트(143a~143n) 및 테스트 포인트 패드(144)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 접속 단자 및 저항이 각각 2개로 이루어진 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.
제1 및 제2 접속 단자(141a, 141b)는 위성체(50) 및 위성체 제어장치(70) 사이에서 주고 받는 위성체 신호의 전송 라인(145)에 병렬로 접속될 수 있다. 제1 및 제2 접속 단자(141a, 141b)는 테스트 포인트(143a)와 전기적으로 연결되어 위성체 신호를 외부 측정기기(미도시)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 위성체 신호는 위성체(50)나 위성체 제어장치(70)로 전송되면서도 제1 및 제2 접속 단자(141a, 141b)를 통해 외부 측정기기로 전달될 수 있다.
제1 및 제2 접속 단자(141a, 141b)는 하나의 접속 핀으로 선과 연결되어 있고 접속 부분에는 90도 틀어서 고정할 수 있는 외부 링이 달린 동축 케이블 커넥터인 BNC 커넥터(Bayonet Neil-Concelman connector)의 접속 단자로 이루어질 수 있기 때문에 설치가 용이한 장점이 있다.
복수 개의 저항(142a~142n)은 위성체 신호의 전송 라인(145)과 복수 개의 접속 단자(141a~141n) 사이에 각각 접속될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 제1 및 제2 저항(142a, 142b)으로 이루어질 수 있다. 제1 저항(142a)은 일단이 위성체 신호의 전송 라인(145)에 접속되고, 타단이 제1 접속 단자(141a)에 접속될 수 있으며, 제2 저항(142b)은 일단이 제2 접속 단자(141b)에 접속되고, 타단이 위성체 신호의 전송 라인(145)에 접속될 수 있다.
제1 및 제2 저항(142a, 142b)은 미리 정해진 기준값 이상으로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 저항(142a, 142b)이 기준값 이상으로 이루어짐에 따라 위성체(50) 및 위성체 제어장치(70) 간에 주고 받는 위성체 신호의 전송 효율을 저하시키지 않으면서도 위성체 신호의 측정이 잘 되게 할 수 있는 장점이 있다.
복수 개의 테스트 포인트(143a~143n)는 도 4에 도시한 바와 같이, 위성체 시험 장치(100)의 외면에 형성되어 외부 측정기기와의 접속을 통해 위성체 신호를 측정할 수 있도록 구성된다. 복수 개의 테스트 포인트(143a~143n)는 복수 개의 접속 단자(141a~141n)와 전기적으로 연결되어 복수 개의 접속 단자(141a~141n)를 통해 위성체 신호를 외부 측정기기로 직접 전달할 수 있다.
복수 개의 테스트 포인트(143a~143n)는 배터리 전압 또는 배터리 충전 전류를 감지하기 위한 테스트 포인트나 대역폭을 측정하기 위한 테스트 포인트 등과 같이 다양한 위성체의 기능을 측정하기 위한 테스트 포인트로 이루어질 수 있다.
테스트 포인트 패드(144)는 판 형태로 이루어져 복수 개의 테스트 포인트(143a~143n)가 형성될 수 있다. 테스트 포인트 패드(144)에는 복수 개의 테스트 포인트(143a~143n)가 일렬로 나란하게 형성될 수 있다. 이와 같이, 위성체의 기능을 검증하기 위해 복수 개의 시험 장비를 위성체에 연결하지 않고도 위성체 시험 장치의 복수 개의 테스트 포인트(143a~143n)를 외부 측정기기의 측정 단자에 직접 접속함으로써 위성체의 다양한 상태에 대한 측정 및 감시를 보다 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 위성체 시험 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 위성체 시험 장치
120: PXI 수행부
140: 측정 인터페이스부
141a~141n: 접속 단자
142a~142n: 저항
143a~143n: 테스트 포인트
144: 테스트 포인트 패드

Claims (8)

  1. 위성체 및 상기 위성체를 제어하는 위성체 제어장치 사이에서 전기적으로 연결되고, 상기 위성체 및 상기 위성체 제어장치 간에 주고 받는 위성체 신호를 측정하기 위한 인터페이스를 제공하는 측정 인터페이스부를 포함하고,
    상기 측정 인터페이스부는 상기 위성체 신호의 전송 라인에 병렬로 접속되어 외부 측정기기로 상기 위성체 신호를 전달하는 복수 개의 접속 단자 및 상기 위성체 신호의 전송 라인과 상기 복수 개의 접속 단자 사이에 각각 접속되는 미리 정해진 기준 값 이상인 복수 개의 저항을 포함하고,
    상기 복수 개의 접속 단자는,
    제1 및 제2 접속 단자를 포함하고,
    상기 복수 개의 저항은,
    일단이 상기 위성체 신호의 전송 라인에 접속되고, 타단이 상기 제1 접속 단자에 접속되는 제1 저항, 그리고
    일단이 상기 제2 접속 단자에 접속되고, 타단이 상기 위성체 신호의 전송 라인에 접속되는 제2 저항을 포함하는 위성체 시험 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에서,
    상기 복수 개의 접속 단자는,
    BNC 커넥터(Bayonet Neil-Concelman connector)의 접속 단자인 위성체 시험 장치.
  6. 제 1 항에서,
    상기 측정 인터페이스부는,
    상기 복수 개의 접속 단자와 전기적으로 연결되어 상기 외부 측정기기의 측정 단자와 접속되는 테스트 포인트, 그리고
    상기 테스트 포인트가 복수 개 형성된 테스트 포인트 패드를 포함하는 위성체 시험 장치.
  7. 제 6 항에서,
    상기 복수 개의 테스트 포인트는,
    상기 테스트 포인트 패드 상에 일렬로 나란하게 형성되는 위성체 시험 장치.
  8. 제 1 항에서,
    상기 위성체 신호는,
    상기 위성체 제어장치에서 상기 위성체로 전송되는 위성체 명령 신호, 상기 위성체에서 상기 위성체 제어장치로 전송되는 위성체 상태 신호, 전원 공급기에서 상기 위성체로 전송되는 위성체 전원 신호, 상기 위성체 및 상기 위성체 제어장치 간에 직렬 통신 방식으로 주고 받는 위성체 직렬 명령 신호 또는 위성체 직렬 상태 신호 중 적어도 하나인 위성체 시험 장치.
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