Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

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Placement Optimization of Airborne Line-Of-Sight Datalink Directional Antenna in UAV

무인항공기 탑재 가시선 데이터링크 방향성 안테나 위치 최적화

  • Kim, Jihoon (Agency for Defense Development Unmanned Aerial Vehicle Systems PMO) ;
  • Choi, Jaewon (Agency for Defense Development Unmanned Aerial Vehicle Systems PMO) ;
  • Chung, Eulho (Agency for Defense Development Unmanned Aerial Vehicle Systems PMO)
  • 김지훈 (국방과학연구소 제7기술연구본부 UAV 체계 개발단) ;
  • 최재원 (국방과학연구소 제7기술연구본부 UAV 체계 개발단) ;
  • 정을호 (국방과학연구소 제7기술연구본부 UAV 체계 개발단)
  • Received : 2014.02.23
  • Accepted : 2014.03.25
  • Published : 2014.04.25
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Abstract

In this paper, the optimum placement of airborne line-of-sight (LOS) datalink directional antenna to minimize the datalink loss within the operation range of unmanned aerial vehicle (UAV) is analyzed by using the electromagnetic (EM) simulation. In quick banking of UAV, the datalink loss is occurred due to the electromagnetic distortion and transmission loss by the fuselage blockage. In general, the banking angle of UAV is limited to prevent the datalink loss. However, in this case, there is the problem that the mission performance ability is largely limited by the banking radius increase. To solve this problem, the optimum placement to mount the airborne LOS datalink 1-axis directional antenna on both the top and bottom surfaces of fuselage is analyzed by using EM simulation. The 1-axis antenna with large vertical beamwidth is used because the banking angle of UAV is dependent on the vertical beamwidth of antenna. Also, there is the benefit to reduce largely the weight because the 1-axis antenna can be mounted instead of the 2-axis one.

본 논문에서는 무인항공기의 운용 범위 내에서 데이터링크 두절을 최소화할 수 있는 탑재 가시선 데이터링크 방향성 안테나의 최적 위치를 EM(Electromagnetic) 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 무인항공기의 급격한 거동 시 동체 Blockage로 인한 전자파 왜곡 및 손실로 데이터링크 두절이 발생할 수 있다. 이와 같은 데이터링크 두절을 방지하기 위하여 무인항공기의 거동범위를 제한하면 선회 반경이 커지게 되고, 이로 인하여 임무 수행에 많은 제약이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여 1축 방향성 안테나의 동체 상/하부 장착을 고려한 최적위치에 대하여 EM시뮬레이션을 수행하였다. 장착된 방향성 안테나는 수직빔폭이 넓은 1축 안테나를 적용하여 수직 빔폭 만큼 무인항공기가 데이터링크 두절 없이 거동할 수 있도록 설계하였다. 또한, 2축이 아닌 1축 안테나 탑재로 인하여 탑재 중량도 크게 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다.

Keywords

References

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