저궤도 인공위성 성능 향상

[아름이]

저궤도 인공위성 성능 향상
날짜:
2023년 2월 21일
원천:
도쿄공업대학
요약:
온칩 분산 방사 센서 및 전류 공유 기술을 사용하여 무선에 대한 방사 영향과 소형 위성의 전력 소비를 각각 줄일 수 있습니다. 새로운 발견은 소형 위성을 보다 견고하게 만드는 데 사용될 수 있으며, 이를 통해 전 세계 네트워크의 연결성을 높일 수 있습니다.

전체 이야기
2022년에 업데이트된 데이터베이스는 지구 궤도를 도는 약 4,852개의 활성 위성을 보고했습니다. 이 위성은 GPS 및 날씨 추적에서 군사 정찰 및 조기 경보 시스템에 이르기까지 우주에서 다양한 용도로 사용됩니다. 위성의 다양한 용도, 특히 저궤도(LEO)에서 연구자들은 지속적으로 더 나은 위성을 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 이와 관련하여 소형 위성은 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 그들은 발사 비용을 줄이고 궤도에 있는 위성의 수를 늘려 더 넓은 범위의 더 나은 네트워크를 제공할 수 있습니다. 그러나 크기가 작기 때문에 이러한 위성은 방사선 차폐가 적습니다. 또한 대형 위상 배열 트랜시버를 위해 본체에 배치 가능한 멤브레인이 부착되어 있어 트랜시버 전체에서 불균일한 방사선 열화가 발생합니다. 이것은 위성의 성능에 영향을 미칩니다.' 감지할 수 있는 신호 강도의 변화(이득 변동이라고도 함)로 인해 라디오의 신호를 감지할 수 있습니다. 따라서 소형 위성을 보다 실용적으로 만들기 위해 방사선 열화를 완화할 필요가 있습니다.

다행스럽게도 Tokyo Institute of Technology(Tokyo Tech)의 Atsushi Shirane 부교수가 이끄는 연구팀은 이러한 위성에서 방사선 열화의 영향을 줄이기 위한 새로운 위상 배열 수신기 전략을 보고했습니다. 그들의 연구 결과는 2023년 국제 반도체 회로 회의에서 공유 및 발표되었습니다. Shirane 박사는 "우리는 온칩 분산 방사 센서와 전류 공유 기술을 포함하는 새로운 위상 배열 수신기 전략을 제안합니다. 이는 무선 및 전력 소비에 대한 방사 열화의 영향을 크게 줄이는 데 도움이 됩니다."라고 설명합니다.

연구팀은 소형 위성의 위상 배열 송수신기의 기존 설계에서 전리 방사선으로 인해 메인 로브의 신호가 1년에 3.1dB 저하된다는 사실을 발견했습니다. 이를 해결하기 위해 연구원들은 온칩 분산 방사선 센서가 있는 위상 배열 트랜시버를 만들었습니다. 이 센서는 안테나 칩 간의 이득 변화를 감지할 수 있습니다. 이것은 전류 공유 기술과 결합되어 게인 변동을 완화하고 따라서 무선 및 전력 소비에 대한 비균일 이온화 방사선의 영향을 줄입니다. 연구원들은 이 새로운 전략을 테스트하면서 작은 위성에서 볼 수 있는 일반적인 이득 변화의 10% 미만을 초래한다는 것을 발견했습니다. 전류 공유 기술은 또한 위성의 전력 소비를 보고된 가장 낮은 값으로 낮추었습니다. 전반적인,

"분산된 온칩 방사선 센서와 전류 공유 기술을 사용하여 우리는 방사선 열화의 영향을 크게 줄이고 위상 배열 트랜시버를 보다 에너지 효율적으로 만들 수 있었습니다. Shirane 박사는 "이 전략은 다음과 같이 결론지었습니다. 게인 편차를 줄이는 데 있어 다른 최첨단 기술과 비교할 수 있습니다. 따라서 우리는 성능과 효율성을 고려할 때 우리의 전략이 더 낮은 지구 궤도에 더 많은 수의 소형 위성을 만들고 더 잘 수행할 수 있다고 믿습니다. 연결된 세상."

출처 : https://www.sciencedaily.com/