KR102359201B1 - METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT - Google Patents

METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT Download PDF

Info

Publication number
KR102359201B1
KR102359201B1 KR1020200101248A KR20200101248A KR102359201B1 KR 102359201 B1 KR102359201 B1 KR 102359201B1 KR 1020200101248 A KR1020200101248 A KR 1020200101248A KR 20200101248 A KR20200101248 A KR 20200101248A KR 102359201 B1 KR102359201 B1 KR 102359201B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
radio wave
unit surfaces
determining
propagation
Prior art date
Application number
KR1020200101248A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박용배
김창성
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020200101248A priority Critical patent/KR102359201B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102359201B1 publication Critical patent/KR102359201B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/148—Reflecting surfaces; Equivalent structures with means for varying the reflecting properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/288—Satellite antennas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

A method for analyzing a propagation characteristic according to various embodiments may include: a method of acquiring electromagnetic wave information radiated from an antenna reflector mounted on a geostationary satellite using a physical optical method; and an operation of determining a propagation characteristic at an observation point based on the obtained electromagnetic wave information and a space propagation environment using a ray tracing method and a geometric optical method. In addition, various embodiments are possible.

Description

정지 궤도 위성의 안테나 반사판 및 우주 전파 환경에 기초하여 전파 특성을 해석하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT}METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT

본 개시의 다양한 실시예는 정지 궤도 위성에 탑재되는 안테나 반사판의 방사 특성 및 우주 전파 환경에 기초하여, 지표 상의 관측점에서 정지 궤도 위성으로부터 수신되는 전파 특성을 해석하는 방법 및 장치에 관한 것이다.Various embodiments of the present disclosure relate to a method and apparatus for interpreting propagation characteristics received from a geostationary orbit satellite at an observation point on the ground based on a space propagation environment and a radiation characteristic of an antenna reflector mounted on a geostationary orbit satellite.

우주 전파 해석 기술은 지상국과 위성 간의 전파 통신에 있어서 전파의 경로 및 손실 등을 해석하여 전파 통신 데이터를 보정하는 기술이다. 지구 주변에는 다양한 정보를 관측하기 위한 수많은 인공 위성들이 존재하며, 지표 상의 지상국에서는 이러한 인공 위성을 이용하여 위성 통신망을 통한 신호 송수신을 수행하거나, 대기 관측을 통해 기상 데이터를 획득하는 등 인공 위성과 다양한 신호 데이터를 송수신할 수 있다. Space wave analysis technology is a technology for correcting radio wave communication data by analyzing the path and loss of radio waves in radio communication between a ground station and a satellite. Numerous artificial satellites exist for observing various information around the earth, and ground stations on the earth use these artificial satellites to transmit and receive signals through a satellite communication network or acquire weather data through atmospheric observation. Signal data can be transmitted and received.

한편, 정지 궤도 위성이란 지구의 자전 속도와 동일하게 움직임으로써 지구상에서는 상대적으로 항상 정지해 있는 것으로 관측되는 위성을 칭하는 것으로, 이러한 정지 궤도 위성은 위성 고도가 36,000km에 이를 수 있다.On the other hand, the geostationary orbit satellite refers to a satellite that is observed to be always relatively stationary on the earth by moving at the same speed as the rotation of the earth.

종래의 우주 전파 해석 기술은, 위성에 탑재된 안테나의 형태와 관계없이 일률적으로 전파 특성을 해석함에 따라, 전파 신호 데이터의 정확한 해석에 한계가 있을 수 있다. 예컨대, 위성에 탑재된 안테나의 이득, 빔폭, 편파 등에 따라, 굴절, 감쇠 등의 우주 전파 환경이 다르게 나타날 수 있으며, 이에 따른 전파 해석은 부정확할 수 있다.The conventional space wave analysis technology uniformly analyzes the propagation characteristics regardless of the shape of the antenna mounted on the satellite, so there may be a limit to the accurate interpretation of radio signal data. For example, the space propagation environment such as refraction and attenuation may appear differently depending on the gain, beam width, polarization, etc. of an antenna mounted on the satellite, and thus the radio wave analysis may be inaccurate.

본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판의 특성과 대기 특성에 따른 우주 전파 환경에 기반하여 정지 궤도 위성으로부터의 전파 특성을 해석함으로써, 보다 정확하게 정지 궤도 위성으로부터의 전파 특성을 해석할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다. According to various embodiments of the present disclosure, propagation from the geostationary orbit satellite is more accurately analyzed by analyzing the propagation characteristics from the geostationary orbit satellite based on the space propagation environment according to the atmospheric characteristics and the characteristics of the reflector of the antenna mounted on the geostationary orbit satellite. It is intended to provide an apparatus and method for analyzing characteristics.

본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 본 개시의 다양한 실시 예로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.The technical problems to be achieved by the present embodiment are not limited to the technical problems described above, and other technical problems may be inferred from various embodiments of the present disclosure.

다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 방법은, 물리 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는 동작; 및 광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 상기 획득한 전자기파 정보 및 우주 전파 환경에 기반하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 동작을 포함할 수 있다. A propagation characteristic analysis method according to various embodiments may include: acquiring information about electromagnetic waves radiated from a reflector of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite using a physical optical method; and determining a propagation characteristic at an observation point based on the obtained electromagnetic wave information and a space propagation environment using a ray tracing method and a geometric optical method.

다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치는, 물리 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는, 전파 정보 획득부; 및 광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 상기 전파 정보 획득부를 통해 획득한 전자기파 정보 및 우주 전파 환경에 기반하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단하는, 전파 특성 분석부를 포함할 수 있다. A radio wave characteristic analysis apparatus according to various embodiments may include a radio wave information obtaining unit that obtains electromagnetic wave information radiated from a reflector of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite using a physical optical method; and a radio wave characteristic analyzer configured to determine propagation characteristics at an observation point based on the electromagnetic wave information obtained through the radio wave information obtaining unit and a space propagation environment using a ray tracing method and a geometric optical method.

다양한 실시예에 따른 전파 해석을 위한 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 물리 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는 동작; 및 광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 상기 획득한 전자기파 정보 및 우주 전파 환경에 기반하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 동작을 포함할 수 있다. A computer-readable recording medium for radio wave analysis according to various embodiments may include an operation of acquiring electromagnetic wave information radiated from a reflector of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite using a physical optical method; and determining a propagation characteristic at an observation point based on the obtained electromagnetic wave information and a space propagation environment using a ray tracing method and a geometric optical method.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 개시된다.The specific details of other embodiments are disclosed in the detailed description and drawings.

다양한 실시예에 따르면, 정지 궤도 위성으로부터 방사된 전파를 효과적으로 모델링하여 우주 전파 해석의 정확도를 높일 수 있다. According to various embodiments, it is possible to effectively model radio waves emitted from geostationary orbit satellites to increase the accuracy of space wave analysis.

본 개시의 다양한 실시예에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당해 기술 분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects according to various embodiments of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치를 도시한 구성 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는 방법에 관한 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 방법에 관한 흐름도이다.
도 5는 안테나 반사판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 안테나 반사판의 표면을 분할하는 크기에 따른 정현파 근사 정확도를 설명하기 위한 개략적인 그래프이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판과 급전부를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a configuration block diagram illustrating an apparatus for analyzing radio wave characteristics according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a flowchart of a method for analyzing propagation characteristics according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a flowchart illustrating a method of acquiring electromagnetic wave information radiated from an antenna reflector according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a flowchart of a method of determining propagation characteristics at an observation point according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram schematically illustrating an antenna reflector.
6 is a schematic graph for explaining sine wave approximation accuracy according to the size of dividing the surface of the antenna reflector.
7 is a diagram schematically illustrating a reflector and a feeder of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite according to an embodiment of the present disclosure.

실시 예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in the embodiments are selected as currently widely used general terms as possible while considering functions in the present disclosure, but may vary depending on intentions or precedents of those of ordinary skill in the art, emergence of new technologies, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the corresponding description. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. In the entire specification, when a part "includes" a certain element, this means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

명세서 전체에서 기재된 "a, b, 및 c 중 적어도 하나"의 표현은, 'a 단독', 'b 단독', 'c 단독', 'a 및 b', 'a 및 c', 'b 및 c', 또는 'a, b, 및 c 모두'를 포괄할 수 있다.The expression "at least one of a, b, and c" described throughout the specification means 'a alone', 'b alone', 'c alone', 'a and b', 'a and c', 'b and c ', or 'all of a, b, and c'.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains can easily implement them. However, the present disclosure may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치를 도시한 구성 블록도이다. 1 is a configuration block diagram illustrating an apparatus for analyzing radio wave characteristics according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 프로세서(110) 및 메모리(120)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 프로세서(110)를 통해, 정지 궤도 위성으로부터 지구 지표상의 관측점으로 전달되는 전파의 특성을 해석할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an apparatus 100 for analyzing radio wave characteristics according to various embodiments may include a processor 110 and a memory 120 . The radio wave characteristics analysis apparatus 100 according to various embodiments may analyze characteristics of radio waves transmitted from a geostationary orbit satellite to an observation point on the earth's surface through the processor 110 .

예를 들어, 상기 관측점에 도달하는 전파의 특성은, 정지 궤도 위성에 포함된 안테나의 이득, 빔폭, 또는 편파 중 적어도 하나에 따라, 전파의 특성이 다르게 나타날 수 있다. For example, the characteristics of radio waves arriving at the observation point may vary according to at least one of a gain, a beam width, and a polarization of an antenna included in a geostationary orbit satellite.

본 개시의 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 물리 광학법, 광선 추적법, 및 기하 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성으로부터 수신되는 전파의 특성을 해석할 수 있다.The radio wave characteristics analysis apparatus 100 according to various embodiments of the present disclosure may analyze characteristics of radio waves received from a geostationary orbit satellite using a physical optical method, a ray tracing method, and a geometric optical method.

프로세서(110)는, 전파 정보 획득부(112) 및 전파 특성 분석부(114)를 포함할 수 있다. 전파 정보 획득부(112)와 전파 특성 분석부(114)는 각각 메모리(120)에 데이터를 저장하거나, 기 저장된 데이터를 인출하여 사용할 수 있다. 예컨대 전파 정보 획득부(112)는 위도에서 방사되는 전자기파와 관련된 정보(예: 전파 정보)를 획득하여 메모리(120)에 저장할 수 있으며, 전파 특성 분석부(114)는 전파 정보 획득부(112)에서 획득한 전파 정보를 메모리(120)로부터 획득하여, 상기 전파 정보에 기반하여 지상국(관측점)에서의 전파 특성을 분석할 수 있다. The processor 110 may include a radio wave information obtaining unit 112 and a radio wave characteristic analyzing unit 114 . The radio wave information obtaining unit 112 and the radio wave characteristic analyzing unit 114 may each store data in the memory 120 or retrieve and use pre-stored data. For example, the radio wave information obtaining unit 112 may obtain information (eg, radio wave information) related to electromagnetic waves radiated from latitude and store it in the memory 120 , and the radio wave characteristic analysis unit 114 may include the radio wave information obtaining unit 112 . The propagation information obtained in . may be obtained from the memory 120 , and propagation characteristics at a ground station (observation point) may be analyzed based on the radio wave information.

일 실시예에 따르면, 전파 정보 획득부(112)는 물리 광학법을 이용하여 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득할 수 있다. According to an embodiment, the radio wave information acquisition unit 112 may acquire electromagnetic wave information radiated from an antenna reflector mounted on a geostationary orbit satellite using a physical optical method.

정지 궤도 위성에 탑재된 안테나는, 급전부와 반사판을 갖는 파라볼라 형태의 안테나를 포함할 수 있다. 전파 정보 획득부(112)는, 상기 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판의 표면을 소정의 개수로 분할하고, 각각의 분할된 단위표면들에 대한 표면등가전류를 판단하여, 전자기파 정보(예: 단위표면들의 방사 전자기장)을 산출할 수 있다. The antenna mounted on the geostationary orbit satellite may include a parabolic antenna having a feeding unit and a reflector. The radio wave information obtaining unit 112 divides the surface of the reflector of the antenna mounted on the geostationary orbit satellite into a predetermined number, determines the surface equivalent current for each of the divided unit surfaces, and determines the electromagnetic wave information (eg: The radiated electromagnetic field of the unit surfaces) can be calculated.

일 실시예에 따르면, 전파 특성 분석부(114)는 광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 전파 정보 획득부(112)를 통해 획득한 전자기파 정보에 우주 전파 환경을 고려하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단할 수 있다. According to an embodiment, the radio wave characteristic analyzer 114 considers the space propagation environment in the electromagnetic wave information obtained through the radio wave information obtaining unit 112 using a ray tracing method and a geometric optical method, and propagation at an observation point. characteristics can be judged.

예를 들어, 우주 전파 환경은, 대기권의 기상 환경을 포함할 수 있으며, 대기권의 기상 환경이란, 대기권의 기온, 기압, 습도, 또는 기상에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 대기권의 기상 환경은, 대기권의 기온, 기압, 및 습도에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 선택적으로 기상에 관한 정보를 더 포함할 수도 있다. 전술한 우주 전파 환경에 따라 대기권을 통과하는 전파의 특성은 굴절 또는 감쇠될 수 있으며, 이에 따라 관측점에서의 전파 특성이 다르게 나타날 수 있다. For example, the space propagation environment may include a meteorological environment of the atmosphere, and the meteorological environment of the atmosphere may include at least one of air temperature, atmospheric pressure, humidity, and weather-related information. For example, the meteorological environment of the atmosphere may include information about the temperature, atmospheric pressure, and humidity of the atmosphere, and may optionally further include information about the weather. Depending on the above-described space propagation environment, the characteristics of radio waves passing through the atmosphere may be refracted or attenuated, and accordingly, propagation characteristics at the observation point may appear differently.

메모리(120)는, 전파 특성 해석 장치(100)의 동작과 관련된 여러 정보(데이터)를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 전파 특성 해석 장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. The memory 120 may store various pieces of information (data) related to the operation of the radio wave characteristic analysis apparatus 100 . For example, the memory 120 may store data and commands for the operation of the radio wave characteristic analysis apparatus 100 .

도 2는, 본 개시의 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 방법을 도시한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method for analyzing propagation characteristics according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 방법은, 동작 210에서, 물리 광학법을 이용하여 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는 단계와, 동작 220에서, 광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , a method for analyzing propagation characteristics according to various embodiments includes, in operation 210, acquiring electromagnetic wave information radiated from a reflector using a physical optical method, and in operation 220, a ray tracing method and a geometric optical method It may include the step of determining the propagation characteristics at the observation point using

예를 들어, 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 동작 210에서, 프로세서(110)(예: 도 1의 전파 정보 획득부(112))를 통해 정지 궤도 위성에 장착된 안테나 반사판(500, 도 5 참조)으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득할 수 있다. 상기 획득한 전자기파 정보는 메모리(120)에 저장되어 동작 220에서 사용될 수 있다. For example, in operation 210 , the radio wave characteristic analysis apparatus 100 according to an embodiment may perform an antenna reflector mounted on a geostationary orbit satellite through the processor 110 (eg, the radio wave information obtaining unit 112 of FIG. 1 ). (500, see FIG. 5) may obtain information about the electromagnetic wave emitted from. The obtained electromagnetic wave information may be stored in the memory 120 and used in operation 220 .

또한, 상기 전파 특성 해석 장치(100)는, 동작 220에서, 프로세서(110)(예: 도 1의 전파 특성 분석부(114))를 통해 정지 궤도 위성으로부터 관측점으로 전달되는 전파 특성을 분석할 수 있다. In addition, in operation 220 , the radio wave characteristics analysis apparatus 100 may analyze radio wave characteristics transmitted from the geostationary orbit satellite to the observation point through the processor 110 (eg, the radio wave characteristics analyzer 114 of FIG. 1 ). have.

본 개시의 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 방법은, 물리 광학법, 광선 추적법, 및 기하 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성의 안테나 특성과 우주 전파 환경을 함께 고려하여, 상기 정지 궤도 위성으로부터 관측점으로 전달되는 전파의 특성을 해석할 수 있으며 이를 통해 보다 정확한 전파 해석이 가능하도록 할 수 있다.A propagation characteristic analysis method according to various embodiments of the present disclosure uses a physical optical method, a ray tracing method, and a geometric optical method, considering both the antenna characteristics of the geostationary orbit satellite and the space propagation environment, and The characteristics of radio waves transmitted to the observation point can be analyzed, and through this, more accurate radio wave analysis can be made.

동작 210 및 동작 220와 관련된 보다 구체적인 사항은 이하의 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다. More specific details related to operations 210 and 220 will be described with reference to FIGS. 3 to 7 below.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 안테나 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는 방법에 관한 흐름도이다. 예컨대 도 3은, 도 2의 동작 210을 설명하기 위한 구체적인 흐름도에 해당할 수 있다.3 is a flowchart illustrating a method of acquiring electromagnetic wave information radiated from an antenna reflector according to an embodiment of the present disclosure. For example, FIG. 3 may correspond to a detailed flowchart for explaining operation 210 of FIG. 2 .

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자기파 정보를 획득하는 방법은, 우선 동작 310에서, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판(500)의 표면을 복수의 단위표면들(예: 제1단위표면(510), 제2단위표면(520))로 분할하는 동작을 포함할 수 있다. 이하 동작 310과 관련하여, 안테나 반사판(500)을 개략적으로 도시한 도 5를 함께 참조하여 설명한다. Referring to FIG. 3 , in the method of obtaining electromagnetic wave information according to an embodiment, first, in operation 310, a surface of a reflector 500 of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite is applied to a plurality of unit surfaces (eg, a first unit). It may include an operation of dividing the surface 510 and the second unit surface 520). Hereinafter, in relation to operation 310, the antenna reflector 500 will be described with reference to FIG. 5 schematically.

도 5에 도시된 바와 같이, 동작 310의 안테나 반사판(500)의 표면을 분할하는 동작은, 상기 반사판(500)의 표면을, 원통형 좌표계를 기준으로 하여 소정 개수의 단위표면들이 되도록, ρ축 및 φ 축 방향으로 분할하는 동작을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5, the operation of dividing the surface of the antenna reflector 500 in operation 310 is such that the surface of the reflector 500 becomes a predetermined number of unit surfaces based on a cylindrical coordinate system, the ρ axis and It may include an operation of dividing in the φ axis direction.

일 실시예에 따르면, 전파 특성 해석 장치(100)는, 인접하는 두 단위표면들(예: 제1단위표면(510), 제2단위표면(520))의 중심 간 거리(예: D)가, 전파의 파장(λ)의 1/10배보다 작거나 같도록, 반사판(500)의 표면을 분할할 수 있다. According to an embodiment, the radio wave characteristic analysis apparatus 100 determines that the distance (eg, D) between the centers of two adjacent unit surfaces (eg, the first unit surface 510 and the second unit surface 520 ) is , the surface of the reflecting plate 500 may be divided to be less than or equal to 1/10 times the wavelength λ of the radio wave.

다른 실시예에 따르면, 전파 특성 해석 장치(100)는, 상기 인접하는 두 단위표면들의 중심 간 거리가, 파장의 1/10배보다 작거나 같도록, 상기 반사판(500)의 표면을 분할할 수 있다. According to another embodiment, the propagation characteristic analysis apparatus 100 may divide the surface of the reflection plate 500 such that the distance between the centers of the two adjacent unit surfaces is less than or equal to 1/10 times the wavelength. have.

동작 310에서, 전파 특성 해석 장치(100)는, 미리 설정된 조건에 따라 반사판(500)의 표면을 단위표면들로 분할할 수 있으며, 이때 분할한 단위표면들의 개수에 따라 안테나의 특성에 대한 근사 정확도가 달라질 수 있다. In operation 310, the radio wave characteristic analysis apparatus 100 may divide the surface of the reflector 500 into unit surfaces according to a preset condition, and in this case, approximate accuracy of the characteristics of the antenna according to the number of divided unit surfaces may vary.

도 6은 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치에서, 안테나 반사판의 표면을 분할하는 크기에 따른 정현파 근사 정확도를 설명하기 위한 개략적인 그래프이다. 6 is a schematic graph for explaining sine wave approximation accuracy according to the size of dividing the surface of the antenna reflector in the radio wave characteristic analysis apparatus according to various embodiments.

도 6을 참조하면, 안테나 반사판(500)의 표면을 더 작은 크기로 분할할수록, 실제 정현파 값에 보다 근사한 결과를 얻을 수 있다. Referring to FIG. 6 , as the surface of the antenna reflector 500 is divided into smaller sizes, a result more approximate to the actual sinusoidal wave value may be obtained.

예컨대, 도 6에 도시된 바와 같이, 인접하는 단위표면들의 중심 간 거리가 파장(λ)의 1/4배가 되도록 반사판(500)의 표면을 분할한 경우보다는 파장의 1/10배가 되도록 반사판(500) 표면을 분할한 경우 상대적으로 정현파에 가까운 그래프를 얻을 수 있으며, 나아가 인접하는 단위표면들의 중심 간 거리가 파장의 1/20배가 되도록 반사판(500)의 표면을 분할하는 경우에는 실제 정현파 그래프와 상당히 유사한 그래프를 얻을 수 있다. 이와 같이, 안테나 반사판(500)의 표면을 더 작은 크기로 분할하여 전파 특성을 해석할 경우 보다 정확하고 실제에 가까운 전파 특성 해석이 가능할 수 있다.For example, as shown in FIG. 6 , the reflector 500 so that the distance between the centers of adjacent unit surfaces becomes 1/10 times the wavelength than when the surface of the reflector 500 is divided so that the distance between the centers of the adjacent unit surfaces becomes 1/4 times the wavelength λ. ) When the surface is divided, a graph that is relatively close to a sine wave can be obtained, and further, when the surface of the reflector 500 is divided so that the distance between the centers of adjacent unit surfaces becomes 1/20 times the wavelength, it is significantly different from the actual sine wave graph. A similar graph can be obtained. In this way, when the propagation characteristics are analyzed by dividing the surface of the antenna reflector 500 into smaller sizes, more accurate and closer to actual propagation characteristics analysis may be possible.

한편, 인접하는 단위표면들의 중심 간 거리를 파장의 1/20배보다 더 작게 분할하는 경우, 근사 정확도가 개선되는 정도에 비해 계산 상의 로드가 상당히 크게 발생할 수 있으므로, 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는 상기 단위표면의 중심 간 거리가 파장의 1/10배 이하, 파장의 1/20배 이상이 되도록 상기 안테나 반사판(500)의 표면을 분할하여 계산을 수행할 수 있다. On the other hand, when the distance between the centers of adjacent unit surfaces is divided smaller than 1/20 times the wavelength, the computational load may be significantly larger than the degree of improvement in approximation accuracy, so propagation characteristic analysis according to an embodiment The apparatus 100 may perform the calculation by dividing the surface of the antenna reflector 500 so that the distance between the centers of the unit surface is 1/10 or less of a wavelength and 1/20 or more of a wavelength.

반면, 전파 특성 해석에 있어서 계산 상의 로드는 프로세서(110) 및 메모리(120)의 성능에 따라 달라질 수 있으므로, 보다 정확한 계산을 위하여 인접하는 단위표면들의 중심 간 거리가 파장의 1/20배보다 작거나 같은 크기가 되도록 안테나 반사판(500)의 표면을 분할하여 계산할 수 있음은 물론이다. On the other hand, since the computational load in the propagation characteristic analysis may vary depending on the performance of the processor 110 and the memory 120, the distance between the centers of adjacent unit surfaces is less than 1/20 times the wavelength for more accurate calculation. Of course, it is possible to calculate by dividing the surface of the antenna reflector 500 to have the same size.

다시 도 3을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 반사판(500)의 표면을 소정 개수의 단위표면들로 분할한 이후, 동작 320에서, 분할된 각 단위표면들의 표면등가전류를 판단할 수 있다. Referring back to FIG. 3 , the propagation characteristic analysis apparatus 100 according to various embodiments divides the surface of the reflector 500 into a predetermined number of unit surfaces, and then in operation 320, the divided surface of each unit surface. Equivalent current can be determined.

예컨대, 전파 특성 해석 장치(100)의 프로세서(110)(예: 전파 정보 획득부(112))는, 각 단위표면들을 각각 하나의 소스원으로 간주하고 물리 광학법을 이용하여 표면등가전류를 판단할 수 있다. 물리 광학법은, 도체에 입사되는 전자기파를 이용하여 도체 표면의 표면등가전류를 계산하여 도체 표면을 전원으로 해석할 수 있는 고주파 해석 기법에 해당할 수 있다. 예컨대, 전파 특성 해석 장치(100)는, 물리 광학법을 이용하여, 다음과 같이 표면등가전류(

Figure 112020084920032-pat00001
)를 판단할 수 있다. For example, the processor 110 (eg, the radio wave information acquisition unit 112 ) of the radio wave characteristic analysis apparatus 100 regards each unit surface as one source source, and determines the surface equivalent current using a physical optical method. can do. The physical-optical method may correspond to a high-frequency analysis technique that can analyze the surface of a conductor as a power source by calculating the surface equivalent current of the surface of the conductor using electromagnetic waves incident on the conductor. For example, the radio wave characteristic analysis device 100, using a physical optical method, the surface equivalent current (
Figure 112020084920032-pat00001
) can be determined.

Figure 112020084920032-pat00002
Figure 112020084920032-pat00002

(

Figure 112020084920032-pat00003
: 법선 단위벡터,
Figure 112020084920032-pat00004
: 자기장)(
Figure 112020084920032-pat00003
: normal unit vector,
Figure 112020084920032-pat00004
: magnetic field)

한편, 도 7은 일 실시예에 따른 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판(500)과 급전부(700)를 개략적으로 도시한 도면이다. Meanwhile, FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a reflector 500 and a power feeding unit 700 of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite according to an exemplary embodiment.

도 7을 참조하면, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나는, 반사판(500)과 급전부(700)를 각각 포함할 수 있으며, 반사판(500)은 급전부(700)로부터 방사된 전파가 상기 반사판(500)의 표면에 반사되어 일정한 방향으로 방사될 수 있는 위치에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 7, the antenna mounted on the geostationary orbit satellite may include a reflector 500 and a feeder 700, respectively, and the reflector 500 transmits radio waves emitted from the feeder 700 to the reflector ( 500) may be reflected on the surface and disposed at a position where it can be radiated in a certain direction.

도 3의 동작 320에서, 상기 분할된 단위표면들의 표면등가전류는, 각 단위표면들의 중심에서의 법선벡터와, 안테나의 급전부(700)로부터 반사판(500)의 각각의 단위표면들에 미치는 전자기장에 기반하여 판단될 수 있다. In operation 320 of FIG. 3 , the surface equivalent current of the divided unit surfaces is the normal vector at the center of each unit surface, and the electromagnetic field from the antenna feeding unit 700 to the respective unit surfaces of the reflector 500 . can be judged based on

예컨대, 안테나 반사판(500) 표면의 각각의 단위표면들은 안테나의 급전부(700)까지의 거리가 서로 다를 수 있으며, 이에 따라 각각의 단위표면들을 개별적인 소스원으로 간주할 경우, 각 단위표면들로부터 방사되는 방사 전자기장은 서로 상이할 수 있다. 동작 320에서는, 각각의 단위표면들의 중심에 도달하는 방사 전자기장을 산출하고, 상기 단위표면들의 중심에서의 법선벡터를 이용하여 지정된 방향(즉, 관측점을 향하는 방향)으로의 전자기장의 영향을 판단할 수 있다.For example, the respective unit surfaces of the surface of the antenna reflector 500 may have different distances to the feeding unit 700 of the antenna, and accordingly, when each unit surface is regarded as an individual source source, The radiated electromagnetic fields emitted may be different from each other. In operation 320, the radiated electromagnetic field reaching the center of each unit surface is calculated, and the influence of the electromagnetic field in a specified direction (ie, the direction toward the observation point) can be determined using a normal vector at the center of the unit surfaces. have.

동작 330에서, 전파 특성 해석 장치(100)는, 동작 320에서 판단한 표면등가전류에 기초하여, 각 단위표면들의 방사 전자기장을 산출할 수 있다. In operation 330 , the radio wave characteristic analysis apparatus 100 may calculate the radiated electromagnetic field of each unit surface based on the surface equivalent current determined in operation 320 .

여기서, 각 단위표면들의 방사 전자기장은, 각 단위표면들의 겉넓이와 동작 320에서 판단된 표면등가전류를 곱함에 따라 산출될 수 있다. Here, the radiated electromagnetic field of each unit surface may be calculated by multiplying the surface area of each unit surface by the surface equivalent current determined in operation 320 .

정지 궤도 위성에 탑재된 파라볼라 형태의 안테나 반사판(500)의 표면은, 원통형 좌표계에서 ρ2=4f0z (여기서, f0 는 반사판의 초점거리(focal length))의 식을 만족하므로, 반사판(500) 표면 상의 ρ와 z의 관계를 알 수 있다. 또한, 안테나 반사판(500)의 표면을 원통형 좌표계를 기준으로 φ축 방향으로 N개로 분할하는 경우, 상기 안테나 반사판(500) 표면에서 인접하는 단위표면들 사이의 중심 간 거리는

Figure 112020084920032-pat00005
에 해당할 수 있다. Since the surface of the parabolic antenna reflector 500 mounted on the geostationary orbit satellite satisfies the formula of ρ 2 =4f 0 z (here, f 0 is the focal length of the reflector) in the cylindrical coordinate system, the reflector ( 500) The relationship between ρ and z on the surface can be seen. In addition, when the surface of the antenna reflector 500 is divided into N pieces in the φ-axis direction based on the cylindrical coordinate system, the center-to-center distance between adjacent unit surfaces on the surface of the antenna reflector 500 is
Figure 112020084920032-pat00005
may correspond to

전파 특성 해석 장치(100)는, 상기 동작 310에서 안테나 반사판(500)의 표면을 분할함에 있어서, 파장의 1/20배보다 작거나 같은 특정 값을 ρ0로 설정하고, ρ0의 정수배(ρn=nρ0)마다 안테나 반사판(500) 표면을 분할할 수 있다. 또한, 전파 특성 해석 장치(100)는, 상기 안테나 반사판(500)의 표면을 φ축 방향으로 2πn 이상의 개수인 N개로 분할할 수 있다. 이와 같이 안테나 반사판(500)의 표면을 분할할 경우, 각 단위표면의 겉넓이는,

Figure 112020084920032-pat00006
의 값을 갖는 것으로 판단할 수 있다. 여기서 f(z)는, 반사판 표면을 정의하는 함수에 해당할 수 있으며, 반사판의 형태에 따라 다른 함수가 적용될 수 있다. The radio wave characteristic analysis apparatus 100, in dividing the surface of the antenna reflector 500 in the operation 310, sets a specific value less than or equal to 1/20 times the wavelength as ρ 0 , and an integer multiple of ρ 0 (ρ For each n = nρ 0 ), the surface of the antenna reflector 500 may be divided. In addition, the radio wave characteristic analysis apparatus 100 may divide the surface of the antenna reflector 500 into N pieces that are 2πn or more in the φ axis direction. When the surface of the antenna reflector 500 is divided in this way, the surface area of each unit surface is,
Figure 112020084920032-pat00006
It can be judged to have a value of Here, f(z) may correspond to a function defining the surface of the reflective plate, and other functions may be applied depending on the shape of the reflective plate.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 방법에 관한 흐름도이다. 예컨대, 도 4는 도 2의 동작 220의 구체적인 흐름도에 해당할 수 있다. 4 is a flowchart of a method of determining propagation characteristics at an observation point according to an embodiment of the present disclosure. For example, FIG. 4 may correspond to a detailed flowchart of operation 220 of FIG. 2 .

일 실시예에 따른 관측점에서의 전파 특성 판단은, 안테나의 반사판(500) 특성을 고려하여 획득한 복수의 단위표면들로부터 방사되는 전자기파 정보를 우주 전파 환경에 기초하여 모델링하는 것을 의미할 수 있다. Determination of propagation characteristics at an observation point according to an embodiment may mean modeling electromagnetic wave information radiated from a plurality of unit surfaces obtained in consideration of characteristics of the reflector 500 of an antenna based on a space propagation environment.

도 4를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 방법은, 광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단할 수 있다. 예를 들어, 전파 특성 해석 장치(100)는, 프로세서(110)(예: 전파 특성 분석부(114))를 통해, 상기 안테나 반사판으로부터의 방사 전자기파 정보와 우주 전파 환경에 기초하여, 전파 특성을 분석할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the propagation characteristic analysis method according to various embodiments may determine the propagation characteristic at an observation point using a ray tracing method and a geometric optical method. For example, the radio wave characteristics analysis apparatus 100, through the processor 110 (eg, the radio wave characteristics analyzer 114), based on the electromagnetic wave information radiated from the antenna reflector and the space propagation environment, the propagation characteristics can be analyzed.

예를 들어, 정지 궤도 위성의 안테나로부터 방사된 전파는, 전리권, 성층권, 대류권 등의 대기권을 통과하여 지표 상의 관측점에 도달할 수 있다. 상기 전파는 이러한 대기권의 상태에 따라 전파의 굴절, 감쇠 등에 영향을 받을 수 있다. For example, radio waves radiated from an antenna of a geostationary orbit satellite may pass through the atmosphere, such as the ionosphere, stratosphere, and troposphere, to reach an observation point on the earth's surface. The radio wave may be affected by refraction, attenuation, etc. of the radio wave according to the state of the atmosphere.

일 실시예에 따르면, 동작 410에서, 전파 특성 해석 장치(100)는 광선 추적법을 이용하여, 안테나 반사판(500)의 각 단위표면들로부터 지표 상의 관측점까지의 전파의 경로를 판단할 수 있다. According to an embodiment, in operation 410 , the radio wave characteristic analysis apparatus 100 may determine a path of radio waves from each unit surface of the antenna reflector 500 to an observation point on the ground by using a ray tracing method.

광선 추적법은, 산란체의 크기가 파장보다 상당히 큰 경우, 전파를 광선과 같이 간주하여, 광선의 경로와 상기 광선이 포함하는 전자기장의 특성(세기, 위상 등)을 계산하는 방법일 수 있다. 예컨대, 전파의 대기 경계면에서의 굴절, 반사, 감쇠 특성을 판단하기 위하여 상기 광선 추적법이 사용될 수 있다. 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 상기 광선 추적법을 사용하여 전파의 경로를 예측할 수 있다. The ray tracing method may be a method of calculating the path of the ray and the characteristics (strength, phase, etc.) of the electromagnetic field included in the ray by considering the radio wave as a ray when the size of the scatterer is significantly larger than the wavelength. For example, the ray tracing method may be used to determine refraction, reflection, and attenuation characteristics of radio waves at an atmospheric interface. The radio wave characteristic analysis apparatus 100 according to an embodiment may predict the path of radio waves by using the ray tracing method.

일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 대기권을 복수의 층들로 구분하고, 구분된 복수의 층에서의 기상 환경에 기초하여, 각 층별 유효 유전율을 판단할 수 있다. 여기서 기상 환경은, 기온, 기압, 습도, 또는 기상에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 기상 환경은, 기온, 기압, 및 습도에 관한 정보를 포함할 수 있으며, 선택적으로 기상에 관한 정보를 더 포함할 수도 있다.The radio wave characteristic analysis apparatus 100 according to an embodiment may divide the atmosphere into a plurality of layers, and may determine an effective permittivity for each layer based on a meteorological environment in the divided plurality of layers. Here, the weather environment may include at least one of temperature, atmospheric pressure, humidity, and weather-related information. For example, the weather environment may include information about temperature, atmospheric pressure, and humidity, and may optionally further include information about weather.

예를 들어, 전파 특성 해석 장치(100)는 상기 기상 환경을 측정하거나, 외부 장치로부터 상기 기상 환경과 관련된 정보를 수신하고, 상기 기상 환경에 기초하여 유효 유전율을 판단할 수 있다. 예컨대, 동작 410에서, 전파 특성 해석 장치(100)는, 상기 대기권의 각 층별 유효 유전율에 기초하여, 광선 추적법을 통해 상기 안테나 반사판(500)의 각 단위표면들로부터 지표 상의 관측점까지의 전파의 경로를 판단할 수 있다. For example, the radio wave characteristic analysis apparatus 100 may measure the meteorological environment or receive information related to the meteorological environment from an external device, and may determine an effective permittivity based on the meteorological environment. For example, in operation 410, the radio wave characteristic analysis apparatus 100, based on the effective permittivity of each layer of the atmosphere, the radio wave from each unit surface of the antenna reflector 500 to the observation point on the ground through the ray tracing method path can be determined.

다음으로, 동작 420에서, 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 각 단위표면으로부터 방사된 전자기장에서, 우주 전파 환경이 고려된 전자기장 성분들을 산출할 수 있다. Next, in operation 420 , the radio wave characteristics analysis apparatus 100 according to an embodiment may calculate electromagnetic field components in consideration of the space propagation environment in the electromagnetic field radiated from each unit surface.

예를 들어, 전파 특성 해석 장치(100)는 기하 광학법을 이용하여 대기권의 각 층들의 유효 유전율이 고려된 전자기장 성분들을 산출할 수 있다. For example, the radio wave characteristic analysis apparatus 100 may calculate electromagnetic field components in which the effective permittivity of each layer of the atmosphere is taken into consideration by using a geometric optical method.

기하 광학법은, 전파의 입사, 반사, 굴절 등을 근사하는 고주파 기법으로, 전파 특성 해석 장치(100)는 상기 기하 광학법을 이용하여 관측점의 전자기장 성분들을, 공간 감쇠 요소, 위상 요소에 기초하여 산출할 수 있다. The geometric optical method is a high-frequency technique for approximating the incidence, reflection, refraction, etc. of radio waves, and the radio wave characteristic analysis apparatus 100 uses the geometric optical method to calculate the electromagnetic field components of the observation point based on the spatial attenuation element and the phase element. can be calculated.

예컨대, 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 광선 추적법을 이용하여 경로 상에 포함된 대기권 층들의 경계면에서 투과되는 전자기장 성분들을 판단할 수 있으며, 기하 광학법을 이용하여 상기 대기권 층들의 경계면으로부터 다음 경계면에 이를 때까지의 전자기장 성분들을 판단할 수 있다. For example, the radio wave characteristics analysis apparatus 100 according to an embodiment may determine the electromagnetic field components transmitted at the interface of the atmospheric layers included in the path by using a ray tracing method, and using the geometric optical method, the atmosphere It is possible to determine the electromagnetic field components from the boundary of the layers to the next boundary.

다음으로, 동작 430에서, 일 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 동작 420에서 산출한 각각의 전자기장 성분들을 합산함으로써, 관측점에서의 전파 특성을 판단할 수 있다. Next, in operation 430 , the apparatus 100 for analyzing propagation characteristics according to an embodiment may determine the propagation characteristics at the observation point by summing the respective electromagnetic field components calculated in operation 420 .

전술한 전자기장 성분들은, 정지 궤도 위상의 안테나 반사판의 표면을 복수의 단위표면들로 분할하고, 각 단위표면들을 개별적인 소스원으로 간주한 상태에서, 우주 전파 환경을 고려하여 획득한 것들에 해당할 수 있다. 따라서, 관측점에서의 전파 특성은 상기 단위표면들 각각으로부터 산출된 전자기장 성분들을 모두 합산함으로써 획득할 수 있다.The electromagnetic field components described above may correspond to those obtained in consideration of the space propagation environment, in a state in which the surface of the antenna reflector of the geostationary orbit phase is divided into a plurality of unit surfaces, and each unit surface is regarded as an individual source source. have. Accordingly, the propagation characteristic at the observation point can be obtained by summing all the electromagnetic field components calculated from each of the unit surfaces.

한편, 도시되지 않았지만, 다양한 실시예에 따른 전파 특성 해석 장치(100)는, 실제 관측점에서 측정되는 전파 특성에 기초하여, 동작 410에서 판단한 전파 경로를 보정하는 동작을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, although not shown, the propagation characteristic analysis apparatus 100 according to various embodiments may further include correcting the propagation path determined in operation 410 based on the propagation characteristic measured at an actual observation point.

예컨대, 전파 특성 해석 장치(100)는, 유효 유전율을 고려하여 전파의 굴절을 반영한 전파의 예상 도착 지점과, 실제 관측 지점을 비교하여, 이를 통해 전파 경로를 최적화할 수 있다. 예를 들면, 전파 특성 해석 장치(100)는 위성(예: 안테나)으로부터 알고리즘을 통해 계산된 전파의 예상 도착 지점으로 향하는 방향과, 위성으로부터 실제 관측지점으로 향하는 방향을, 각각 구 좌표계의 θ와 φ를 이용하여 나타낼 수 있으며, 구 좌표계에서의 상기 방향 정보의 비교를 통해 전파 경로의 보정을 수행할 수 있다. For example, the propagation characteristic analysis apparatus 100 may optimize the propagation path by comparing the expected arrival point of the radio wave reflecting the refraction of the radio wave in consideration of the effective dielectric constant and the actual observation point. For example, the radio wave characteristic analysis apparatus 100 determines a direction from a satellite (eg, an antenna) to an expected arrival point of a radio wave calculated through an algorithm and a direction from the satellite to an actual observation point, respectively, with θ and θ of the spherical coordinate system. It can be expressed using φ, and the propagation path can be corrected by comparing the direction information in the spherical coordinate system.

전술한 실시 예들에 따른 전파 통신 해석 장치(100)는 프로세서(110, 도 1), 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리(120, 도 1), 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-Access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다. Radio communication analysis apparatus 100 according to the above-described embodiments is a processor 110 (FIG. 1), a memory 120 (FIG. 1) for storing and executing program data, a permanent storage such as a disk drive, an external It may include a communication port to communicate with the device, a user interface device such as a touch panel, a key, a button, and the like. Methods implemented as software modules or algorithms may be stored on a computer-readable recording medium as computer-readable codes or program instructions executable on the processor. Here, the computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (eg, read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), floppy disk, hard disk, etc.) and an optically readable medium (eg, CD-ROM). ) and DVD (Digital Versatile Disc)). The computer-readable recording medium may be distributed among network-connected computer systems, so that the computer-readable code may be stored and executed in a distributed manner. The medium may be readable by a computer, stored in a memory, and executed on a processor.

본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.This embodiment may be represented by functional block configurations and various processing steps. These functional blocks may be implemented in any number of hardware and/or software configurations that perform specific functions. For example, an embodiment may be an integrated circuit configuration, such as memory, processing, logic, look-up table, etc., capable of executing various functions by the control of one or more microprocessors or other control devices. can be hired Similar to how components may be implemented as software programming or software components, this embodiment includes various algorithms implemented in a combination of data structures, processes, routines, or other programming constructs, including C, C++, Java ( Java), assembler, etc. may be implemented in a programming or scripting language. Functional aspects may be implemented in an algorithm running on one or more processors. In addition, the present embodiment may employ the prior art for electronic environment setting, signal processing, and/or data processing. Terms such as “mechanism”, “element”, “means” and “configuration” may be used broadly and are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include the meaning of a series of routines of software in association with a processor or the like.

전술한 실시 예들은 일 예시일 뿐 후술하는 청구항들의 범위 내에서 다른 실시 예들이 구현될 수 있다.The above-described embodiments are merely examples, and other embodiments may be implemented within the scope of the claims to be described later.

Claims (11)

전파 특성 해석 방법에 있어서,
물리 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는 동작; 및
광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 상기 획득한 전자기파 정보 및 우주 전파 환경에 기반하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 동작을 포함하고,
상기 전자기파 정보를 획득하는 동작은,
상기 반사판의 표면을 소정 개수의 단위표면들로 분할하는 동작;
상기 분할된 단위표면들의 표면등가전류를 판단하는 동작; 및
상기 표면등가전류에 기초하여, 상기 단위표면들의 방사 전자기장을 산출하는 동작을 포함하는, 전파 특성 해석 방법.In the radio wave characteristic analysis method,
acquiring electromagnetic wave information radiated from a reflector of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite by using a physical optical method; and
Using a ray tracing method and a geometric optical method, based on the obtained electromagnetic wave information and a space propagation environment, comprising the operation of determining a propagation characteristic at an observation point,
The operation of obtaining the electromagnetic wave information includes:
dividing the surface of the reflector into a predetermined number of unit surfaces;
determining the surface equivalent current of the divided unit surfaces; and
and calculating the radiated electromagnetic field of the unit surfaces based on the surface equivalent current. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 반사판의 표면을 상기 단위표면들로 분할하는 동작은,
인접하는 단위표면들의 중심 간 거리가, 파장의 1/10배보다 작거나 같도록 상기 반사판 표면을 분할하는 동작을 포함하는, 전파 특성 해석 방법.The method of claim 1,
The operation of dividing the surface of the reflective plate into the unit surfaces,
A propagation characteristic analysis method comprising the operation of dividing the surface of the reflector so that the distance between the centers of adjacent unit surfaces is less than or equal to 1/10 times the wavelength. 제 1 항에 있어서,
상기 분할된 단위표면들의 표면등가전류를 판단하는 동작은,
상기 안테나의 급전부로부터 상기 단위표면들 각각의 중심으로 도달하는 전자기장을 산출하는 동작; 및
상기 단위표면들 각각의 중심에서의 법선벡터 및 상기 산출된 전자기장에 기반하여, 상기 단위표면들 각각의 표면등가전류를 판단하는 동작을 포함하는, 전파 특성 해석 방법.The method of claim 1,
The operation of determining the surface equivalent current of the divided unit surfaces is,
calculating an electromagnetic field reaching the center of each of the unit surfaces from the feeding unit of the antenna; and
and determining a surface equivalent current of each of the unit surfaces based on a normal vector at the center of each of the unit surfaces and the calculated electromagnetic field. 제 1 항에 있어서,
상기 단위표면들의 방사 전자기장을 산출하는 동작은,
상기 분할된 단위표면들 각각의 겉넓이를 판단하는 동작; 및
상기 단위표면들 각각의 겉넓이와 표면등가전류를 곱하여, 상기 단위표면들 각각의 방사 전자기장을 산출하는 동작을 포함하는, 전파 특성 해석 방법.The method of claim 1,
The operation of calculating the radiated electromagnetic field of the unit surfaces is,
determining the surface area of each of the divided unit surfaces; and
and multiplying the surface area of each of the unit surfaces by the surface equivalent current, and calculating the radiated electromagnetic field of each of the unit surfaces. 제 1 항에 있어서,
상기 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 동작은,
상기 광선 추적법을 이용하여, 상기 단위표면들로부터 상기 관측점까지의 경로를 판단하는 동작;
상기 기하 광학법을 이용하여, 상기 판단된 경로에서의 우주 전파 환경이 고려된 상기 각 단위표면으로부터의 전자기장 성분들을 산출하는 동작; 및
상기 각 단위표면으로부터 산출된 전자기장 성분들을 합산하여 상기 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 동작을 포함하는, 전파 특성 해석 방법.The method of claim 1,
The operation of determining the propagation characteristics at the observation point is,
determining a path from the unit surfaces to the observation point using the ray tracing method;
calculating electromagnetic field components from each unit surface in consideration of a space propagation environment in the determined path by using the geometric optical method; and
and determining the propagation characteristics at the observation point by summing the electromagnetic field components calculated from the respective unit surfaces. 제 6 항에 있어서,
상기 전자기장 성분들을 산출하는 동작은,
상기 판단된 경로에 포함되는 대기권을 복수의 층으로 구분하는 동작;
상기 구분된 복수의 층에서의 기상 환경에 기초하여 상기 대기권의 층별 유효 유전율을 판단하는 동작; 및
상기 대기권의 층별 유효 유전율에 기반하여, 상기 기하 광학법을 이용하여 상기 단위표면들로부터의 전자기장 성분들을 산출하는 동작을 포함하는, 전파 특성 해석 방법.7. The method of claim 6,
The operation of calculating the electromagnetic field components is
dividing the atmosphere included in the determined path into a plurality of layers;
determining an effective dielectric constant for each layer of the atmosphere based on the weather environment in the divided plurality of layers; and
and calculating electromagnetic field components from the unit surfaces using the geometric optical method based on the effective dielectric constant for each layer of the atmosphere. 제 7 항에 있어서,
상기 기상 환경은, 기온, 기압, 및 습도에 관한 정보를 포함하는, 전파 특성 해석 방법.8. The method of claim 7,
The meteorological environment includes information about temperature, atmospheric pressure, and humidity, a radio wave characteristic analysis method. 제 6 항에 있어서,
상기 단위표면으로부터 상기 관측점까지의 경로를 판단하는 동작은,
상기 관측점에서 측정한 전파 특성에 기초하여, 상기 경로를 보정하는 동작을 더 포함하는, 전파 특성 해석 방법. 7. The method of claim 6,
The operation of determining the path from the unit surface to the observation point is,
The method of claim 1, further comprising correcting the path based on the propagation characteristics measured at the observation point. 전파 특성 해석 장치에 있어서,
물리 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는, 전파 정보 획득부; 및
광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 상기 전파 정보 획득부를 통해 획득한 전자기파 정보 및 우주 전파 환경에 기반하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단하는, 전파 특성 분석부를 포함하고,
상기 전파 정보 획득부는,
상기 반사판의 표면을 소정 개수의 단위표면들로 분할하고,
상기 분할된 단위표면들의 표면등가전류를 판단하고, 및
상기 표면등가전류에 기초하여 상기 단위표면들의 방사 전자기장을 산출하는, 전파 특성 해석 장치.In the radio wave characteristic analysis apparatus,
a radio wave information acquisition unit that acquires electromagnetic wave information radiated from a reflector of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite by using a physical optical method; and
Using a ray tracing method and a geometric optical method, based on the electromagnetic wave information obtained through the radio wave information acquisition unit and the space propagation environment, comprising a radio wave characteristic analysis unit that determines the propagation characteristics at the observation point,
The radio wave information acquisition unit,
dividing the surface of the reflective plate into a predetermined number of unit surfaces,
determining the surface equivalent current of the divided unit surfaces, and
A radio wave characteristic analysis device for calculating the radiated electromagnetic field of the unit surfaces based on the surface equivalent current. 전파 특성 해석 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적 기록매체로서, 상기 전파 특성 해석 방법은,
물리 광학법을 이용하여, 정지 궤도 위성에 탑재된 안테나의 반사판으로부터 방사되는 전자기파 정보를 획득하는 동작; 및
광선 추적법 및 기하 광학법을 이용하여, 상기 획득한 전자기파 정보 및 우주 전파 환경에 기반하여, 관측점에서의 전파 특성을 판단하는 동작을 포함하고,
상기 전자기파 정보를 획득하는 동작은,
상기 반사판의 표면을 소정 개수의 단위표면들로 분할하는 동작;
상기 분할된 단위표면들의 표면등가전류를 판단하는 동작; 및
상기 표면등가전류에 기초하여, 상기 단위표면들의 방사 전자기장을 산출하는 동작을 포함하는, 비일시적 기록매체.A computer-readable non-transitory recording medium recording a program for executing a radio wave characteristics analysis method in a computer, the radio wave characteristics analysis method comprising:
acquiring electromagnetic wave information radiated from a reflector of an antenna mounted on a geostationary orbit satellite by using a physical optical method; and
Using a ray tracing method and a geometric optical method, based on the obtained electromagnetic wave information and a space propagation environment, comprising the operation of determining a propagation characteristic at an observation point,
The operation of obtaining the electromagnetic wave information includes:
dividing the surface of the reflector into a predetermined number of unit surfaces;
determining the surface equivalent current of the divided unit surfaces; and
and calculating the radiated electromagnetic field of the unit surfaces based on the surface equivalent current.
KR1020200101248A 2020-08-12 2020-08-12 METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT KR102359201B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200101248A KR102359201B1 (en) 2020-08-12 2020-08-12 METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200101248A KR102359201B1 (en) 2020-08-12 2020-08-12 METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102359201B1 true KR102359201B1 (en) 2022-02-07

Family

ID=80253113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200101248A KR102359201B1 (en) 2020-08-12 2020-08-12 METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102359201B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180109592A (en) * 2017-03-28 2018-10-08 목포해양대학교 산학협력단 Method and Apparatus for Fabricating a Three Eimensional Measurement for Extraction of Propagation Parameters
KR20190095123A (en) * 2018-02-05 2019-08-14 더 보잉 컴파니 Axisymmetric Thinned Digital Beamforming Array for Reduced Power Consumption

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180109592A (en) * 2017-03-28 2018-10-08 목포해양대학교 산학협력단 Method and Apparatus for Fabricating a Three Eimensional Measurement for Extraction of Propagation Parameters
KR20190095123A (en) * 2018-02-05 2019-08-14 더 보잉 컴파니 Axisymmetric Thinned Digital Beamforming Array for Reduced Power Consumption

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karimian et al. Refractivity estimation from sea clutter: An invited review
Wang et al. Range and height measurement of X-band EM propagation in the marine atmospheric boundary layer
JP2012514210A (en) Location estimation method using generalized error distribution
WO2005107094A1 (en) Location determination and location tracking in wireless networks
US8229457B2 (en) Positioning system, positioning method, and positioning program
Meeks VHF propagation over hilly, forested terrain
JP6545369B2 (en) Lookup table generation method
JP2695614B2 (en) Self-calibrating eigenstructure based direction finding method and apparatus
Baumgartner et al. Duct propagation modelling for the integrated-refractive-effects prediction system (IREPS)
JP2015194494A (en) Position-determination method and position-determination apparatus
Nikolaidou et al. Raytracing atmospheric delays in ground-based GNSS reflectometry
KR102359201B1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PROPAGATION CHARACTERISTIC BASED ON ANTENNA REFLECTOR Of GEOSTATIONARY SATELLITE AND SPACE PROPAGATION ENVIRONMENT
CN114244459B (en) Method, system, equipment and terminal for simulating wireless channel in marine environment
Knepp Multiple phase screen calculation of two‐way spherical wave propagation in the ionosphere
Ziółkowski et al. The influence of propagation environment on the accuracy of emission source bearing
CN111082844B (en) Side lobe suppression method of microwave direction finding equipment, direction finding method and microwave direction finding equipment
CN110412501A (en) Based on radar signal direction-finding method, device and the computer storage medium improved under polar coordinate representation method model
CN112213566A (en) Method and system for near-field reconstruction in indirect far-field systems
Mirza et al. Characterization of spatial reflection co-efficient for ground-to-aircraft and satellite-to-aircraft communication
US20160154102A1 (en) Systems and methods for using time of flight measurements for imaging target objects
US9356342B1 (en) Method for determining an antenna pattern in a reverberant environment
KR20220039624A (en) Enhanced anechoic chamber
Pedenko et al. The root-MUSIC method versus the amplitude sum-difference monopulse method in radar tracking of low-elevation targets over rough sea
GÜNDÜZALP et al. Radio propagation prediction using SBR in a tunnel with narrow cross-section and obstacles
Bourlier Low-grazing angle propagation and scattering by an object above a highly conducting rough sea surface in a ducting environment from an accelerated MoM

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant