인공위성 SAR 안테나 전개형 반사면의 진동제어에 대한 연구

Abstract

영상레이더(Synthetic Aperture Radar)위성은 기상 조건과 관계없이 지표면을 촬영할 수 있는 위성이다. 레이더 반사면은 다수의 전개형 반사면으로 구성되어 있고 위성체의 기동 및 외부요인으로 인해 안테나 반사면의 변형이 일어날 수 있다. 안테나의 경우 높은 성능을 위해서 각각의 반사면의 변형을 최소화 하는 것이 중요하며, 이를 위하여 센서나, 구동기를 사용한 진동제어 또는 정밀한 자세각도를 얻기 위한 연구가 수행되어왔다. 본 학위논문에서는 칼만필터를 이용하여 반사면의 변위를 추정하고, 추가적인 센서와 구동기 없이 위성의 기동만으로 효과적인 진동제어를 수행하고자 하였다. 다물체 동역학을 기반으로 위성에서 전개된 안테나 반사면을 유연체로 모델링 하였으며, 반사면의 변위추정을 위한 칼만필터를 설계하였다. 위성의 자세 제어를 위하여 설계한 칼만필터를 포함한 피드백 제어기를 구성하였으며, 특정 위성 임무에 대한 반사판의 진동제어 성능을 확인하였다. 또한 위성이 큰 자세각 기동을 수행할 때 반사면에 발생하는 변형을 최소화하기 위하여 구동 토크의 형상을 입력성형을 통해 최적화 하였다.