๋น์ ์ง๊ถค๋ ์์ฑ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์
์ ์ํ ์ต์ ์ ์ํ
๋ ํ๋ฐํธ ์๋ ๋ถํ ์ ํ ๋ฐฉ๋ฒ
๋น์ ์ง๊ถค๋ ์์ฑ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์ ์ํ ์ต์ ์ ์ํ ๋ ํ๋ฐํธ ์๋ ๋ถํ ์ ํ ๋ฐฉ๋ฒ
๊ธ: ์ง ๋ผ์ด์ธ(Jim Ryan) ์ ํ ๋ง์ผํ ๋งค๋์ / ์๋๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ด์ค(Analog Devices, Inc.)
๊ฐ์
์์ฑ ํต์ (satcom)์ ๋ฅ๋ ์ ์์ฃผ์ฌ์ ์ํ ๋(active electronically scanned antenna, AESA)๊ฐ ๋์ ๋๋ฉด์ ํต์ ์ฌ์ ์์ ์ด์ฉ์๋ค์๊ฒ ๋ฐ์ด๋ ์ ์ฐ์ฑ์ ์ ๊ณตํ ์ ์๊ฒ ๋์๋ค. ์ด ๊ธ์์๋ ์ด๋ฌํ ๋น ํฌ๋ฐ ์ด๋ ์ด์ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํ ์ํ ๋ ํ๋ฐํธ ์๋(FE) ๋ถํ(์ ์ก์ ์ฆํญ๊ธฐ(LNA)์ ์ ๋ ฅ ์ฆํญ๊ธฐ(PA)) ์ ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ํด ์์๋ณธ๋ค.
๋จธ๋ฆฌ๋ง
์์ฑ ๊ธฐ์ ์ ์ญ์ฌ๋ ์ด๋๋ง 60๋ ์ด ๋์๋ค. ์ด๊ธฐ์ ์์ฑ์ ๋ฐ์ฌ์ ํฌ๊ธฐ ์ ์ฝ ๋๋ฌธ์ ์ง๊ตฌ ์ ๊ถค๋(low Earth orbit, LEO) i๋ก ๋ฐ์ฌํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ฌ๋๋ค์๊ฒ ๊ฐ์ฅ ์น์ํ ๊ฒ์ ์ง๊ตฌ ์ ์ง ๊ถค๋(geosynchronous Earth orbit, GEO)ii ์์ฑ์ผ ๊ฒ์ด๋ค. GEO ์์ฑ์ ํ ๋ ์ฝค, ์์ฑ TV, ์ง๊ตฌ ๊ด์ธก ๊ฐ์ ๋ค์ํ ์ฃผ์ ์๋น์ค๋ฅผ ์ ๊ณตํด ์์ผ๋ฉฐ, ์ ๋ถ ๊ธฐ๊ด๊ณผ ๊ตฐ์ฌ์ฉ์ผ๋ก๋ ๋ค์ํ ์๋น์ค๋ฅผ ์ ๊ณตํด ์๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ์ด์ LEO์ ์ง๊ตฌ ์ค๊ถค๋(medium Earth orbit, MEO)iii๊ฐ ๋๊ท๋ชจ ์์ฑ๊ตฐ์ ์ผ๋ จ์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ธฐ๋ฐ ์๋น์ค(์์ฑ ํต์ , ์ง๊ตฌ ๊ด์ธก ๋ฐ ์ง๋์์ฑ, ๋ด๋น๊ฒ์ด์ , ์์น์ถ์ ๋ฑ)๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ์ํ ๊ฐ์ฅ ๋งค๋ ฅ์ ์ธ ๊ถค๋๋ก ๋ ์ค๋ฅด๋ ๋ณํ๊ฐ ์ผ์ด๋๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 1์ LEO, MEO, GEO ๊ถค๋๋ฅผ ๋น๊ตํด์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค.
์ด ๊ฐ์ ๋น์ ์ง๊ถค๋(non-GEO)๋ก์ ์ ํ์ ๋ฐ์ฌ ๋น์ฉ ์ ํ, ์์ฑ์ ์ํ ๋๋ ์ ์กฐ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฑํ, ํต์ ๋ฐ ์ํ ๋ ๊ธฐ์ ๊ณผ ์ผ์์ ๊ธฐ์ ์ ์งํ, ์์ฑ๊ฐ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ํ ๊ดํ ๊ธฐ์ , ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด๋ฌํ ๋๊ท๋ชจ ํ๋ก๊ทธ๋จ ์ง์์ ๋๋์ ์ธ ๋ฏผ๊ฐ ์๊ธ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๊ฒ ๋ ๊ฒ ๋ฑ์ด ๋ณตํฉ์ ์ผ๋ก ๋ง๋ฌผ๋ฆฌ๋ฉด์ ๊ฐ๋ฅํด์ก๋ค.
LEO์์ ์ฐ์ฃผ ๋นํ์ฒด ์๊ฐ ๋์ด๋๋ ๊ฒ์ ๊ถค๋์(on-orbit) ์์ฑ ํต์ ๋งํฌ ์ค๊ณ ์์ง๋์ด์๊ฒ ์๋ก์ด ๊ณผ์ ๋ค์ ์๊ฒจ์ค๋ค. GEO์ ๊ณ ์ ํ ํต์ ๋งํฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ, ์ด๋น 7.5ํฌ๋ก๋ฏธํฐ ๋์ ์๋๋ก ์ง๊ตฌ ๊ถค๋๋ฅผ ๋๋ฉด์ ์ง์๊ตญ๋ค๊ณผ ํต์ ํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋งํฌ๋ฅผ ์ ์ ๊ฐ๋ฅํ๊ฒ ๋ง๋ค์ด์ผ ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ฒจ๋จ ์์ฑ ํต์ ์์คํ ์ AESA๋ฅผ ๋์ ํ๋ฉด, ์ํ ๋ ์ ํธ๋ฅผ ์๋ํ๋ ํ์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ ์์์ผ๋ก ์กฐ์ข ํ ์ ์์ ๋ฟ ์๋๋ผ, ๋ค์ค ๋น์ ์ง์ํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ๋์์ ์ฌ๋ฌ ์ฌ์ฉ์๋ฅผ ์ง์ํ ์๋ ์๋ค. ๊ถค๋์ ์์ฑ์ ๋ถํ ์ ํ์ ์์ด์ ํน์ ์๊ตฌ ์ฌํญ๋ค์ ์ถฉ์กฑํด์ผ ํ๋๋ฐ, ํนํ ์ํ ๋ ์์๋ค์ ์ก์ ๋ฐ ์์ ์ ํธ ์ฒด์ธ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ FE ๋ถํ์ ์ ํํ ๋ ๋์ฑ ๊ทธ๋ ๋ค. ์ด ๊ธ์์๋ ์ด๋ฌํ ์์คํ ์์ FE(์ฆํญ๊ธฐ) ๋ถํ์ ์ ํํ ๋ ์ด๋ค ์ ๋ค์ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ ์ง ์์๋ณธ๋ค.
GEO์์ LEO๋ก ์ ํ
GEO ์์ฑ์ด ์ ํด ์๋๋ฐ ์ ๋ฐ๋๊ณ ์์๊น?
GEO ์์ฑ์ ๋ฐ์ฌ ๋น์ฉ์ด ๋ง์ด ๋ ๋ค๋ ๋จ์ ์ด ์๊ธด ํ์ง๋ง, ๊ทธ ๋์ ๋ค๋ฅธ ์ค์ํ ์ฅ์ ์ ๊ฐ๊ณ ์๋ค. ๊ถค๋๊ฐ ์ง๊ตฌ ์์ ๊ณผ ์ผ์นํ๋ฏ๋ก ํ๋์์ ๊ณ ์ ๋ ์์น์ ๋ ์๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฏ๋ก ๊ณ ์ ๋ ์์น์ ์์ฑ ์ํ ๋์ ๋น๊ต์ ๋ฎ์ ๋น์ฉ์ VSAT(very small aperture terminal) ๋จ๋ง๊ธฐ ๋ฐ ํ๋ผ๋ณผ๋ฆญ ์ ์ํ ์ํ ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์์๋ค. ์ด๋ฌํ ์ฅ๋น๋ค์ ์ฌ์ฉํด์ ๋ฐ์ดํฐ ์๋น์ค์ ์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ตํ ์๋ DTH(direct-to-home) ์์ฑ TV ์๋น์ค๋ฅผ ์ ๊ณตํ๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 2์์ ๋ณด๋ฏ์ด, GEO ์์ฑ์ ์ง๊ตฌ ์ปค๋ฒ๋ฆฌ์ง๊ฐ ๋งค์ฐ ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ 3๊ฐ์ GEO ์์ฑ๋ง์ผ๋ก ์ง๊ตฌ ์ ์ฒด๋ฅผ ์ปค๋ฒํ ์ ์๋ค.iv
์ด ๊ฐ์ GEO์ ์ฅ์ ์๋ ๋ถ๊ตฌํ๊ณ LEO ์์ฑ์ผ๋ก ์ ํํ๊ฒ ๋ ๋ฐ์๋ ๋ช ๊ฐ์ง ์ด์ ๊ฐ ์๋ค. ์ฃผ๋ก ํต์ ๋คํธ์ํฌ์ ์งํ์ ๊ด๋ จ์ด ์๋ค. ์ฐ๋ฆฌ๋ ๊ณ ๋๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋ ์ธ์์์ ์ด๊ณ ์๋ค. ํ์ง๋ง ํ์ค์ ์ผ๋ก ์ธ๊ณ์ ๋ง์ ์ฌ๋๋ค์ ์ฌ์ ํ ์ธํฐ๋ท ์ฐ๊ฒฐ์ด ์ ๊ณต๋์ง ์๊ฑฐ๋ ์ด์ ํ ์ง์ญ์์ ์ด๊ณ ์๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด ์ ๋๋ฉด์ ์์นํ GEO๋ ๊ทน์ง์ญ์์ ์๋น์ค ์ ๊ณต์ด ๋๋น ์ง๋๋ฐ, LEO์ ๋๊ท๋ชจ ์์ฑ๊ตฐ์ ์ฌ์ฉํจ์ผ๋ก์จ ์ด๋ค ์ง์ญ์ ๋น๊ต์ ๋์ ์๋์ ์ฐ๊ฒฐ ์๋น์ค๋ฅผ ์ ๊ณตํ ์ ์๋ค. ํ์ฌ ์ธํฐ๋ท ์ฐ๊ฒฐ์ด ์ ์ด๋ค์ง๊ณ ์๋ ์ง์ญ์์๋ LEO ์์ฑ๊ตฐ์ ์ฌ์ฉํด์ ์ปจ์๋จธ์ B2B ๋ชจ๋์ ๋ฐ์ดํฐ ์๋๋ฅผ ๋์ฑ ๋์์ผ๋ก์จ ๊ดํต์ ์ ๋ฒ๊ธ๊ฐ๋ ์๋๋ฅผ ์ ๊ณตํ ์ ์๋ค. LEO ์์ฑ๊ตฐ์ ๊ท๋ชจ์ ์์ด์ ๋ ๋ง์ ์์ ์์ฑ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ด์คํ๋ฅผ ํตํด์ ๋คํธ์ํฌ ๋ ์ง๋ฐ์๋ฅผ ๋์ผ ์ ์๋ค๋ ์ ์์ ์ ๋ฆฌํ๋ค. ์ด๋ฌํ ํ๋ ฅ์ฑ์ ์์ ์ฉ ์ฉ๋๋ฟ ์๋๋ผ ์ ๋ถ ๊ธฐ๊ด ๋ฐ ๊ตฐ์ฌ์ฉ์์ ํนํ ์ค์ํ๋ค. ๋ํ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ์ ์กฐ ๋ฐ ๋ฐ์ฌ ๋น์ฉ์ ์๋ก์ด ๊ธฐ์ ์ด ๋ฑ์ฅํ์ ๋ ์์ฑ ๋คํธ์ํฌ๋ฅผ ์์ฝ๊ฒ ์ ๊ทธ๋ ์ด๋ํ ์ ์๊ฒ ํด์ค๋ค.
์์ฑ ๊ถค๋
๋น์ ์ง๊ถค๋ ์์ฑ๊ตฐ์ ํน์ ๊ถค๋ ๋๋ ๊ถค๋ ์กฐํฉ์์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์์ฑ๋ค๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ค. ์ธ๊ธฐ ์๋ ๊ถค๋๋ค๋ก๋ ์์ฑ์ด ์ ๋๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ๋๋ ์ ๋ ๊ถค๋(MEO ์์ SES O3b mPOWER ์์ฑ๊ตฐ), ์ ๋ ๊ถค๋๋ก๋ถํฐ ๋ช ๋ ๊ธฐ์ธ์ด์ ธ์ ์ง๊ตฌ ์์ ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์์ชฝ์์ ๋์ชฝ์ผ๋ก ๋๋ ๊ฒฝ์ฌ ๊ถค๋, ๊ฐ๊ฐ์ ์์ฑ์ด ๊ทน์ ์๋ก ์ง๋๊ฐ๋ฉด์ ํน์ ํ ๊ฒฝ๋ก๋ฅผ ๋ฐ๋ฅด๋ ๊ทน ๊ถค๋(OneWeb ๋ฑ)๋ฅผ ๋ค ์ ์๋ค. ํ ๋ ์(Telesat)์ ๋ผ์ดํธ์คํผ๋(Lightspeed)์ ์คํ์ด์คX(SpaceX)์ ์คํ๋งํฌ(Starlink) ๊ฐ์ ๋ง์ ๋๊ท๋ชจ LEO ์์ฑ๊ตฐ์ ๋ถ๋ฐ๊ตฌ์์ ์ต๋์ ์ปค๋ฒ๋ฆฌ์ง๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ์ํด ๊ฒฝ์ฌ ๊ถค๋์ ๊ทน ๊ถค๋๋ฅผ ์กฐํฉํด์ ์ฌ์ฉํ ๊ณํ์ด๋ค. ๊ฒฝ์ฌ ๊ถค๋๋ ํน์ ์๋๊น์ง๋ง ๋์ํ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ด ์ธ ๊ฐ์ง ๊ถค๋ ๋ฒ์ฃผ ์ค์์ ๊ทน ๊ถค๋๊ฐ ์ง๊ตฌ ์ปค๋ฒ๋ฆฌ์ง๊ฐ ๊ฐ์ฅ ์ฐ์ํ์ง๋ง, ๊ทน ๊ถค๋๋ ์์น์ถ์ ์ ์ํด ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ฐ๋ฃ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฏ๋ก, ๊ฒฝ์ฌ ๊ถค๋์์ ์ด์ฉ๋๋ ์์ฑ ์(shell)๋ค๊ณผ ํจ๊ป ์ถ๊ฐ์ ์ธ ๋ถ์ ์ปค๋ฒ๋ฆฌ์ง๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ์ํ ์ฉ๋๋ก ์ฃผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ค. ๋ํ ๊ทน ๊ถค๋๋ ๋ฐฉ์ฌ์ ์ ๋ ๋ง์ด ๋ ธ์ถ๋๋ค. ์์ฑ๋ค์ ํ์ ๋ฉด์ ๋ฐฐ์ด๋๋ฉฐ, ๊ฐ ์์ฑ๋ค์ ์ง์์ผ๋ก๋ถํฐ ์ผ์ ํ ๋์ด๋ฅผ ๊ฐ๋๋ค. ์์ฑ๊ตฐ์ ํฌ๊ธฐ๋ ์ด ๋ฉด์ ์๋ฅผ ๋ฉด๋น ์์ฑ ์๋ก ๊ณฑํ ๊ฒ์ด๋ค(๊ทธ๋ฆผ 3). v
LEO ์์ฑ๊ตฐ
๋ช๋ช ์์ฑ๊ตฐ๋ค์ด LEO์ ์๋ฐฑ ํน์ ์์ฒ ๊ฐ์ ์ํ ์์ฑ์ ์์์ฌ๋ ธ๊ฑฐ๋ ์์์ฌ๋ฆด ๊ณํ์ด๋ค. LEO ์์ฑ์ ์์ฑํต์ ์ ์ํด GEO ๋งํฌ์ ๋ ๊ฐ์ง ํ์คํ ์ด์ ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ์ฒซ์งธ, ๊ถค๋์ ๋์ด ๋๋ฌธ์ ์ ํธ์ ์ง์ฐ์๊ฐ์ ์ค์ธ๋ค. ์ง์์์ LEO ์์ฑ๊น์ง ์ ํธ ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ํจ์ฌ ์งง์ผ๋ฏ๋ก(GEO ์์ฑ์ 1/35 ์ด๋ด), ์ ํธ ์ง์ฐ์๊ฐ์ 25ms ๋ด์ธ๋ก ์ด ๋ฐฐ ์ ๋ ๋ฎ์ถฐ์ค๋ค. ๋ฐ๋ผ์ LEO ์์ฑ ํต์ ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ง์ฝ์ ์ค์๊ฐ ์๋น์ค์ ํ ๋๊ฐ ๋๋ 5G ์๋น์ค๋ฅผ ํ๋ํ๋ ๋ฐ ๊ธฐ์ฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ธฐ๋๋๋ค. ๋ ๋ฒ์งธ ์ด์ ์, ๊ฐ๋ณ LEO ์์ฑ์ ๋ฐ์ดํฐ ์ฉ๋์ ํจ์ฌ ๋ ์ข์ ์ง์ญ์ผ๋ก ์ง์ค์ํฌ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก ๊ฐ๋ณ ์ฌ์ฉ์๋ค์๊ฒ ํจ์ฌ ๋ ๋์ ๋ฐ์ดํฐ ๋์ญํญ์ ์ ๊ณตํ ์ ์๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๋ค๋ง ์ด๊ฒ์ ์์ฑ๊ตฐ์ ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ์ฉ๋์ ๋ฐ๋ผ ๋ฌ๋ผ์ง ์ ์๋ค. ์ปค๋ฒ๋ฆฌ์ง ์์ญ ๋ด์์ ์์ฑ์ ํต์์ ์ผ๋ก ์ฌ๋ฌ ๋ค์ด๋งํฌ ๋น์ ์์ฑํด์ ๋ค์์ ์ฌ์ฉ์/ํ๋ธ๋ค์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ณต๊ฐ ๋ถํ ๋น์ ํ ๋น๋ ์ฃผํ์๋ฅผ ์ฌ์ฌ์ฉํ ์ ์๊ฒ ํจ์ผ๋ก์จ, ๋น๊ฐ ๊ฐ์ญ์ ํผํ๊ณ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฐ์ฉ์ฑ์ ์ต์ ํํ ์ ์๊ฒ ํด์ค๋ค. ๋์ฉ๋ ์์ฑ(High throughput satellite: HTS๋ฐ vHTS) ๋ํ ์ด๋ฌํ ๋ฐ์ดํฐ ์ง์ค์ ์ ๊ณตํ ์ ์๋ค. ํ์ง๋ง GEO ์์ฑ์ ์ ๋ฐ์ ์ธ ๋ฐ์ดํฐ ์ฉ๋์ ํต์์ ์ธ LEO ์์ฑ๊ตฐ๋ณด๋ค ๋ฎ๋ค.vi๋์ ๋ฐ์ดํฐ ์ฉ๋์ ๊ฐ์ง ๋๊ท๋ชจ ์์ฑ๊ตฐ์ ํ๊ณ์ ์, ํน์ ์์ ์ ์ฌ์ฉ์๋ค์๊ฒ ์ด ์ ์ฒด ๋ฐ์ดํฐ ์ฉ๋์ ์ผ๋ถ(33 ~ 50%)๋ง์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ทธ ์ด์ ๋ ์์ฑ๊ตฐ์ ๋ง์ ์์ฑ์ด ๋ฐ๋ค ์๋ ์ฌ๋์ด ๊ฑฐ์ฃผํ์ง ์๋ ์ง์ญ ์๋ฅผ ๋นํํ๊ณ ์์ ๊ฒ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
์์ฑ๊ตฐ ๊ท๋ชจ๊ฐ ๋น์ฉ๊ณผ ๋ฏธ์ ์๋ช ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ
๊ตฐ์ง ์์ฑ์ ๋๋ ์ ์กฐ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํด์ ์ ์ ๋น์ฉ์ ๋ฎ์ถ ์ ์๋ค. ๊ฒ๋ค๊ฐ ๋ฏธ์ ์๋ช ์ด ๋ ์งง๊ณ ๋ฐฉ์ฌ์ ํ๊ฒฝ์ ๋ ์ํฅ์ ๋ฐ๊ฒ ๋๋ฏ๋ก ๋ ์ ๋ ดํ ๋ถํ์ด๋ ๋ฐํ๋ฅผ ํ์ง ์์ ๋ถํ, ํน์ ํ๋ผ์คํฑ ํจํค์ง ๋ถํ์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. LEO ์์ฑ์ ๋ฏธ์ ์๋ช ์ ํต์ 5 ~ 7๋ ์ด๋ค. ์ด๋ LEO์์๋ ๋๊ธฐ ํญ๋ ฅ(atmospheric drag)์ด ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ถค๋๋ฅผ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด์ ๋ ๋ง์ ์ฐ๋ฃ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋๋ฐ LEO ์์ฑ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์ ์ฐ๋ฃ ์ฉ๋์ด ์ ํ์ ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํต์์ ์ผ๋ก LEO ์์ฑ์์๋ ๋ฐฉ์ฌ์ ์๊ตฌ ์กฐ๊ฑด์ด ๋ ๊น๋ค๋กญ๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด LEO ์์ฑ์ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์ ํ๋ ๋ถํ์ ์ด ์ด์จํ ์ ๋(TID)vii ํ์ฉ์น๋ 30krad ๋์ด๋ค. ์ด์ ๋นํด GEO ๋ฏธ์ ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ ๊ธด ๋ฏธ์ ์๋ช ๊ณผ ๋ ๋์ ๋ฐฉ์ฌ์ ๋ ธ์ถ๋ก ์ธํด ํต์ 100krad๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ค.

LEO์ ๊ณผ์ ์ ์ฃผ์ ๊ธฐ์
์์ฑ๊ตฐ์ ๋ํ ๋ฐ์ดํฐ ํ๋ฆ์ ๊ด๋ฆฌํ๊ธฐ๊ฐ ๊ฐ์๋ก ๋ ๋ณต์กํด์ง๊ณ ์๋ค. ๋ฐ์ดํฐ๋ ๋ฌด์ ๋งํฌ๋ ๊ด ๋งํฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ์์ฑ๊ฐ ๋งํฌ(ISL)๋ฅผ ํตํด์ ์์ฑ๊ตฐ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ง์๊ตญ(Earth station)์ผ๋ก ์ ๋ฌ๋๋ค. ์ด๋ ๊ฒ ํด์ผ ํ๋ ์ด์ ๋, LEO ์์ฑ์ด ํญ์ ์ง์๊ตญ์ ์์ผ์ ๋ค์ด์ค๋ ๊ฒ์ ์๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
๋น์ ์ง๊ถค๋ ์์ฑ์ ์ง๊ตฌ์์ ๋ดค์ ๋ GEO ์์ฑ์ ๊ณ ์ ๋ ์์น์๋ ๋ค๋ฅด๊ฒ ์์ง์ธ๋ค. ์ด๋ ๊ถค๋๋ฅผ ์ ์งํ๋ ๋ฐ ํ์ํ ๊ถค๋ ์๋์ ๊ด๋ จ์ด ์๋ค. LEO ์์ฑ์ ๋๊ธฐ ํญ๋ ฅ์ด ๋๊ณ ๊ถค๋๊ฐ ๋ฎ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋์ ๊ถค๋์ ์๋ ์์ฑ๋ณด๋ค ๋ ๋นจ๋ผ์ผ ํ๋ค. ์คํ๋งํฌ ์์ฑ๊ตฐ์ ์ํด ์์ ๋์ด ์๋ ์์ฑ ํ๋๋ ์ง๊ตฌ ์๊ณต์ 550ํฌ๋ก๋ฏธํฐ์ ์์นํ๋ค. ์ด ๊ณ ๋์์ ๋นํ ์๋๋ ์ด๋น 7.5ํฌ๋ก๋ฏธํฐ์ธ๋ฐ, ์ด๋ ์ด ๊ฐ๋ณ ์์ฑ์ 4.1๋ถ ๋์๋ง ์ฌ์ฉ์์๊ฒ ๋ณด์ธ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ปํ๋ค. GEO ์์ฑ์ ์ฌ์ฉ์๋ ์์ฑ์ ํฅํด ๊ณ ์ ํ ์ํ ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์์ผ๋, LEO ์์ฑ ์๋น์ค ์ฌ์ฉ์๋ LEO ์์ฑ์ด ์๊ณต์ ์ง๋๋ ๊ถค์ ์ ์ถ์ ํ ์ ์๋ ์ํ ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ค. ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก LEO ์์ฑ์ ์ํ ๋ ์ญ์ ๊ถค๋๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์์ง์ด๋ฉด์ ์ง์์ ์๋น์ค๋ฅผ ์ ๊ณตํ๊ณ ์ ํ๋ ์ง์ญ์ ์ถ์ ํ ์ ์์ด์ผ ํ๋ค. O3b ์์ฑ๊ตฐ ๊ฐ์ด MEO์์ ์ด์ฉ๋๋ ์์ฑ์ ๊ธฐ๊ณ์์ผ๋ก ์กฐ์ข ํ๋ ์ํ ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ค. ์ด๊ฒ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ ๊ถค๋ ์๋๊ฐ ๋ฎ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํ์ง๋ง LEO ์์ฑ์ ๊ธฐ๊ณ์ ์คํฐ์ด๋ง ์์คํ ์ด ์ถ์ ์๊ตฌ ์ฌํญ์ ์ถฉ์กฑํ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ผ์ ํ ํํ์ AESA๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ค. LEO์์๋ ์คํฐ์ด๋ง ๊ฐ๋ฅํ ๋น๊ณผ ํจ๊ป ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๋น์ ํ์๋ก ํ๋ ๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ด๋ค. ๋ค์ค ๋น์ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์์ฑ์ด ์ฌ๋ฌ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฒ์ดํธ์จ์ด ๋๋ ์๋น์ค ์ง์ญ์ ์๋น์ค์ ๋ฐ์ดํฐ ์ฐ๋ฃจํ์ ์ต์ ํํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ฏ๋ก LEO ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์์๋ ๋ค์ค ๋น์ ์ ์์ ๋น ์คํฐ์ด๋ง์ ๊ฐ๋ณ์ ์ผ๋ก ์ง์ํ ์ ์๋ ์ํ ๋๊ฐ ํ์ํ๋ค. ์ด๋ค ์์ฑ๊ตฐ์ ์์ฑ๋น ์ต๋ 16๊ฐ์ ์คํฐ์ด๋ง ๊ฐ๋ฅ ์ฌ์ฉ์ ๋น์ ๊ณํํ๊ธฐ๋ ํ๋ค.
์์ฑ๊ตฐ์ ์ด๋ฌํ ์ ์ฐ์ฑ์ ๋ฌ์ฑํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋น ์คํฐ์ด๋ง์ ์ง์ํ๋ฉด์ ํต์ ๋งํฌ๋ฅผ ์ ์งํ ์ ์๋ ์ํ ๋๋ฅผ ๋์ ํด์ผ ํ๋ค. ํต์ ๋งํฌ๋ ์ผ์ฐจ์ ์ผ๋ก ์์ฑํต์ /EO ์ ๋งํฌ/๋ค์ด๋งํฌ์, ์ด์ฐจ์ ์ผ๋ก ์ถ์ , ํ ๋ ๋ฉํธ๋ฆฌ, ์ ์ด(TT&C) ๋งํฌ๋ค์ด๋ค.
AESA์ ๋น ํฌ๋ฐ
์ ํต์ ์ธ ํ๋ผ๋ณผ๋ฆญ ์ํ ๋๋ ํต์์ ์ผ๋ก ์ก์ ๊ธฐ์ ์์ ๊ธฐ์ ๋ํด ๋จ์ผ ํผ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ๊ณ ์ ๋ ์์น๋ฅผ ํฅํ๋๋ก ํ๊ฑฐ๋ ๊ธฐ๊ณ์ ์คํฐ์ด๋ง์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ ์์ ๋น ์คํฐ์ด๋ง ์ด๋ ์ด ์ํ ๋๋ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ํ ๋ ์์๋ค๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋๋ฐ, ๋ฉ์ธ ๋ก๋ธ(์ฃผ์ฝ)๋ฅผ ํ์ฑํ๊ธฐ ์ํด ์ด๋ ์ด ๋ด์ ์ธ์ ์์๋ค์ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํฉํด์ ์์๋ค์ ๋ฐฉ์ฌ ํจํด์ ์ค๊ณํ๋ค(๊ทธ๋ฆผ 4). ์ด ๋ฉ์ธ ๋ก๋ธ๊ฐ ๋ฐฉ์ฌ ์๋์ง๋ฅผ ์ํ๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ ์กํ๋ค. ์ ์ก๋๋ ๋ชจ๋ ์๋์ง๋ฅผ ๋ฉ์ธ ๋ก๋ธ๊ฐ ์ ๋ฌํ๋ ๊ฒ์ด ์ด์์ ์ด๊ฒ ์ง๋ง, ๋น์ด์์ ์ธ ํน์ฑ ๋๋ฌธ์ ์ฝ๊ฐ์ ์๋์ง๋ ์์น ์๋ ๋ฐฉํฅ์ธ ์ฌ์ด๋ ๋ก๋ธ(๋ถ์ฝ)๋ก ํฅํ ๊ฒ์ด๋ค. ์ํ ๋ ์ค๊ณ๋ ๋ฉ์ธ ๋ก๋ธ์์ ์๋์ง๋ฅผ ๊ทน๋ํํ๊ณ ์ฌ์ด๋ ๋ก๋ธ์์ ์๋์ง๋ฅผ ์ต์ํํ๋ ๊ฒ์ ์ถ๊ตฌํ๋ค. ๋ฉ์ธ ๋ก๋ธ๋ ๊ฐ๋ณ ์ํ ๋ ์์๋ค์ ์งํญ๊ณผ ์์์ ์กฐ์ ํ์ฌ ํํ๋ฅผ ์ก๊ณ ์คํฐ์ด๋งํ ์ ์๋ค. ์ต์ IC ๊ธฐ์ ์ ์กฐ์ ๊ฐ๋ฅํ ์ด๋ ๋ฐ ์์์ ๊ตฌํํจ์ผ๋ก์จ ์ ๋ง์ดํฌ๋ก์ด ๋์ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ ๋ฐ์ดํธํ ์ ์์ผ๋ฏ๋ก, ์์ฑ ๋ฐ ๊ณต์ค ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์์ ๋๊ท๋ชจ ์ด๋ ์ด๋ก ๋น ๋ฅด๊ฒ ์คํฐ์ด๋งํ ์ ์๋ค.viii ์์ฑ์ด ์ง๊ตฌ์ ๊ฐ๊น์์ง ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ์ด๋ ๋ก๋ธ๊ฐ ๊ฐ์ญ์ ์ผ์ผํฌ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์, LEO ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์์๋ ์ฌ์ด๋ ๋ก๋ธ๋ฅผ ์ค์ด๋ ๊ฒ์ด ์ค์ํ๋ค.
AESA ์ฉ ํ๋ฐํธ ์๋ ๋ถํ ์ ํ
์์ฑํต์ ์์คํ ์ ์ฃผํ์ ๋ถํ ์ด์คํ(FDD) ์์คํ ์ผ๋ก์, ์ก์ ๊ธฐ์ ์์ ๊ธฐ๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฃผํ์๋ก ๋์ํ๋ค. ๋๊ฐ ์ด๋ค ์์คํ ์ ํ ๋น๋ ์ฃผํ์ ๋์ญ์ ์ ๋งํฌ์ ๋ค์ด๋งํฌ์ฉ์ผ๋ก ๋ณ๋์ ์ํ ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค.
ํญ๊ณต์ฐ์ฃผ ๋ฐ ๋ฐฉ์ฐ ๋ถ์ผ์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ๋ค๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก, ํฌ๊ธฐ, ๋ฌด๊ฒ, ์ ๋ ฅ์๋ชจ, ๋น์ฉ(SWaP-C)์ ์์คํ ๊ณผ ์๋ธ์์คํ ์ ๋ถํ ์ ํ์ ์ข์ฐํ๋ ์ค์ํ ์์๋ค์ด๋ค. ๊ถค๋์(on-orbit) ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ฐ์ฌ์ ๊ด๋ จํด์ ํฌ๊ธฐ์ ๋ฌด๊ฒ์ ์ ์ฝ์ด ์๋ค. ์์คํ ์ด ํฌ๊ณ ๋ฌด๊ฑฐ์ธ์๋ก ๋ฐ์ฌํ๋ ๋ฐ ํจ์ฌ ๋ ๋ง์ ๋น์ฉ์ด ๋ ๋ค. ๋๊ท๋ชจ ์์ฑ๊ตฐ์ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ฐ๊ฐ์ ์์ฑ์ ์ฌ์ ์ง์ ๋ ํผ ํฉํฐ ์์ ์ง์ด๋ฃ์ด์ผ ํ๋ค. ๊ทธ๋ ๊ฒ ํด์ผ ๋ก์ผ ๋ฐ์ฌ๋์์ ๋ค์ค์ ์์ฑ์ ๋ฐ์ฌํ ์ ์๋ค. ๋ํ ๊ถค๋์ ์์คํ ์ ๊ฑฐ์ ์ ์ ์ผ๋ก ํ์๊ด ์๋์ง์ ๋ฐฐํฐ๋ฆฌ ๋ฐฑ์ ์์คํ ์ ์์กดํ๋ฏ๋ก ๋ถํ์ ์ ํํ ๋ ์ ๋ ฅ ์๋ชจ๋ฅผ ์ค์ํ๊ฒ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํ๋ค.
๊ถค๋์ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์ฉ ์ด๋ ์ด ์ํ ๋ ์ค๊ณ ์์ง๋์ด๋ ์ด๋ ์ด ํฌ๊ธฐ์ ์์ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์์ด์ ํ๋ฐํธ์๋ ๋ถํ๋ค(์์ ์ํ ๋์ฉ LNA, ์ก์ ์ํ ๋์ฉ ๋๋ผ์ด๋ฒ/PA)์ ๋๋๋ก ์๊ฒ ํด์ผ ํ๋ค. ์ด์ ๋ ์ด๋ ์ด์ ๊ฐ ์์๋ค์ด ์ ๋ง๋ค์ ํ๋ฐํธ ์๋์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๋ถํ๋ค์ ํ์๋ก ํ๋ ๋ฐ๋ค, ์ถ์ ์์ค์ ๋ฎ์ถ๋ ค๋ฉด ์ด๋ค ๋ถํ์ ๋๋๋ก ์ํ ๋ ์์ ๊ฐ๊น์ด์ ๋ฐฐ์นํด์ผ ํ๋๋ฐ ๊ทธ๋ฌ๋ฉด ์ง์ ์ ์ผ๋ก ์ก์ ์์น๋ฅผ ๋๋ฆด ๊ฒ์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํต์์ ์ธ ๊ตฌํ์ ๊ฐ๊ฐ์ ์์๋ค์ด ์ ๋ง๋ค ํ๋ฐํธ์๋ ๋๋ฐ์ด์ค(์์ ๊ธฐ์ฉ LNA์ ์ก์์ ๊ธฐ์ฉ ๋๋ผ์ด๋ฒ ๋ฐ PA)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด์ ํ ๊ฐ์ ๋น ํฌ๋ฐ ์ฝ์ด ์นฉ์ด ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ํ ๋ ์์๋ฅผ ๋งก๋๋ก ํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ๊ณ ์ด๋ ์์ ์ํ ๋๋ ์๊ตฌ๋๋ ์ ๋ ฅ ์ด๋์ ๋ฌ์ฑํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ๊ณ ์ด๋ LNA๋ฅผ ์ง๋ ฌ๋ก ๋ฐฐ์นํจ์ผ๋ก์จ ํ๋ฐํธ ์๋๋จ์ ๊ตฌํํ ์ ์๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ, ์ฃผํ์๊ฐ ๋์์๋ก ์์๊ฐ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ขํ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ถํ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ค์ํ๋ค. Ka ๋ฐด๋ ์์ ๊ธฐ(26GHz~28GHz)์ ๊ฒฝ์ฐ์ ์์ ๊ฐ๊ฒฉ์ ฮป/2 ๋ํฐ์ค ํผ์น์ผ ๋ 5mm ์ด๋ด์ด๋ค. LEO ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์์ ๋์ ์ค์บ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ด๋ ์ด ์์๋ค์ ฮป/2 ํผ์น๋ก ๋ฐฐ์ดํด์ผ ํ๋ค. GEO ํ๋ซํผ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ํ ๋ ์ด๋ ์ด๋ ์ค์บ ์๊ฑด์ด ๊ทธ๋ฆฌ ๊น๋ค๋กญ์ง ์์ผ๋ฏ๋ก(๏ฑ9), ์์๋ค์ ์ต์ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์์ด์ ์ข๋ ์ฌ์ ๊ฐ ์๋ค. 2 x 2mm ํจํค์ง์ ์ต์ LNA ํผ ํฉํฐ๋ ์ฃผ์ ๋ถํ๋ค์ ์ข ๋ ์์ํ๊ฒ ๋ฐฐ์นํ ์ ์๊ฒ ํด์ฃผ๋ฉฐ, ๋ง์ ์ ํ๋ค์ด ํจํค์ง ๋ด๋ถ์ DC ๋ธ๋ก๊ณผ RF ์ตธํฌ๋ฅผ ํฌํจํ๊ณ ์์ด ๋ ์ด์์ ์์ ์ ๋์ฑ ๊ฐ์ํํ๋ค.
๊ถค๋์ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์ฉ ์ฆํญ๊ธฐ๋ฅผ ์ ํํ ๋๋ ๋๋ฐ์ด์ค ์ฑ๋ฅ์ด ์ค์ํ๋ค. LEO ์์ฑ ์์ ๊ธฐ ์ํ ๋์ฉ์ผ๋ก๋ ์ก์ ์ง์(NF, dB ๋จ์)๊ฐ ๋ฌด์๋ณด๋ค ์ค์ํ๋ค. ์ด ์ก์ ์ง์๋ ๊ณง ์์คํ ์ก์ ์ง์๋ก ์ด์ด์ง๊ณ , ์ด๋ ์ด๋ ์ด์์ ํ์๋ก ํ๋ ์์ ์์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ฉฐ, ์ด๋ ๋ค์ ์ํ ๋ ํฌ๊ธฐ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค. ์์๋ ์ธ๊ธํ๋ฏ์ด LEO ์์ฑ์ GEO ์์ฑ๋ณด๋ค ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ํ ๋๋ฅผ ํ์ฌํ๊ธฐ ์ํ ๊ณต๊ฐ์ด ์ ํ์ ์ผ ์ ์๋ค. ํต์์ ์ธ ์ด๋ ์ด์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด๋ ์ด ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์ ๋นํ ์์ค์ผ๋ก ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด์๋ 2dB ๋ฏธ๋ง์ ์์คํ ์ก์ ์์น๊ฐ ์๊ตฌ๋๋ค. ์์คํ NF๋ฅผ 1dB ๋ฎ์ถ๋ฉด ์ํ ๋ ์์ ์๋ฅผ ์ ๋ฐ์ผ๋ก ์ค์ผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์์คํ NF์ ์์ด์ ์๋นํ ๋น์ค์ ์ฐจ์งํ๋ LNA NF๊ฐ ์ค์ํ๋ค. LNA ์ด๋ ์ญ์ ์ค์ํ๋ค. ์์ ์ ํธ๋ฅผ ํ์ํ๊ณ ์ฆํญํ๊ธฐ ์ํด์ ๋์ ์ด๋์ด ํ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํต์์ ์ผ๋ก ์ถฉ๋ถํ ์ด๋์ ์ ๊ณตํ๊ธฐ ์ํด ์ฌ๋ฌ ์คํ ์ด์ง๋ก ํ๋ฐํธ์๋ LNA๋ฅผ ๊ตฌํํ๋ค. ํต์ ๋งํฌ๋ ๋ณํ๋ฌด์ํ ๋๊ธฐ ์ํ์ ์๊ด์์ด ์์ ์ฑ์ ์ ์งํ ์ ์์ด์ผ ํ๋๋ฐ, ๊ทธ๋ฌ๊ธฐ ์ํด์๋ ํ๋ฐํธ์๋ ๋๋ฐ์ด์ค ์ ํ์ฑ(์ถ๋ ฅ IP3์ผ๋ก ์ธก์ )์ด ์ค์ํ๋ค. ์์ ๊ธฐ ์ ํธ ๊ฐ๋๋ ์ฃผ๋ก ์ก์ ํ๋ ์ง์๊ตญ์ ์ํด์ ๊ฒฐ์ ๋๋๋ฐ, (๋ณต์ ๋ณ์กฐ ๋ฐฉ์์ ์ฌ์ฉํด์) ๊ฐ๋ฅํ ์ต๋์ ๋ฐ์ดํฐ ๋ ์ดํธ๋ฅผ ์ ์งํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์์ ๊ธฐ ์ ํ์ฑ์ด ์ค์ํ๋ค.ADL8142(์ ์ ๋ ฅ Ka ๋ฐด๋ LNA) ๊ฐ์ ์ ํ์ ์์ ๊ฒฝ๋ก์์ ํน์ ๋ณ๋์ฑ์ ๋ณด์ํ๊ธฐ ์ํด ์ ๋ ฅ ์๋ชจ(IDQ) ๋ฅผ ์กฐ์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ ํ์ฑ์ ์กฐ์ ํ ์ ์๋ค. ์ก์ ์ํ ๋์์ ํ๋ฐํธ์๋์ ํด๋นํ๋ ๋ถ๋ถ์ ๋๋ผ์ด๋ฒ ์ฆํญ๊ธฐ๋ PA์ด๋ค. ์ด ์ญ์๋ ๊ฐ๋ฅํ ๋์ ์ก์ ์๋๋ฅผ ์ํด์๋ ์ ํ์ฑ์ด ์ค์ํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ฌ๊ธฐ์๋ ์ถ๋ ฅ ์ ๋ ฅ(OP1dB)์ด ๊ฐ๊ฐ์ ์ํ ๋ ์์๊ฐ ๊ธฐ์ฌํ ์ ์๋ ์ ๋ ฅ๋์ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ๊ถค๋์ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋ ๊ฐ์ง ์ด์ ์์ ์ถ๋ ฅ ์ฆํญ๊ธฐ์ ์ ๋ ฅ ๋ถ๊ฐ ํจ์จ(PAE)์ด ์ค์ํ๋ค. (1) ํ์๊ด ํจ๋(๋๋ ๋ฐฐํฐ๋ฆฌ ๋ฐฑ์ )๋ก๋ถํฐ ์ด์ฉํ ์ ์๋ ์ ๋ ฅ์ด ์ ํ์ ์ด๊ณ , (2) ํจ์จ์ด ๋จ์ด์ง๋ ์ฆํญ๊ธฐ๋ ๋ณํ๋์ง ๋ชปํ ์ ๋ ฅ์ด ๋ฐ์ํ๋ ์ด์ ์ฒ๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํด์ ๋ ๋ง์ ๋๊ฐ์ ํ์๋ก ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
์์ฑํต์ ์ฉ ADI์ IC ์ ํ
์๋๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ด์ค(Analog Devices)๋ ์์ฑํต์ , ๋ฏผ์ ๋ฐ ๊ตฐ์ฉ ๋ ์ด๋, 5G ํต์ ์ ๋น๋กฏํด์ ๋น ํฌ๋ฐ ๊ธฐ์ ์ ์ฌ์ฉํ๋ ์ผ๋ จ์ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์ ์ํ ๋ค์ํ ๋๋ฐ์ด์ค ์ ํ์ ์ ๊ณตํ๋ค. ํนํ ์์ฑํต์ ์ ์ํ ADAR3000 ๊ณผ ADAR3001์ ๊ฐ๊ฐ ์์ฑ์์์ Ka ๋ฐด๋ ์ก์ ๋ฐ ์์ ๋น ํฌ๋ฐ์ ์ง์ํ๋ค. ๋ ์ ํ ๋ชจ๋ ํ๋ก๊ทธ๋จ ๊ฐ๋ฅํ ์๊ฐ ์ง์ฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ 4 ์ฑ๋ ๋ฐ 16 ์ฑ๋ ๋น ํฌ๋ฐ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ค. ๋ ์ ํ ๋ชจ๋ ์ปดํฉํธํ BGA ํจํค์ง์ผ๋ก ์ ๊ณต๋๋ค. ์ด๋ค ๋น ํฌ๋ฐ IC์ ํจ๊ป ์ฌ์ฉํ ์ ์๊ฒ ๋น ๋ถ๋ฐฐ๋ฅผ ์ํ ADAR5000(4:1 ์ํจ์จ ์คํ๋ฆฌํฐ/์ปด๋ฐ์ด๋)์ ์ ๊ณตํ๋ฉฐ, ์ด์ ํจ๊ป ์ํ ๋ ํ๋ฐํธ์๋ ๋๋ฐ์ด์ค๋ก๋ Ka ๋ฐด๋(23GHz~31GHz)์ ๊ถค๋์ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ ์ฉ์ผ๋ก ์ค๊ณ๋ ADL8142 LNA๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ์ํ 2 x 2mm LFCSP/QFN ํจํค์ง๋ฅผ ์ ์ฉํ ADL8142๋ ๋ฎ์ ์ก์ ์ง์(1.6dB), ๋์ ์ ํ์ฑ(20dBm OIP3), ๋์ ์ด๋(27dB)์ด ํน์ง์ด๋ฉฐ, 1.5V ์ ์ ๋ ์ผ์ ์ฌ์ฉํด์ ์ ๋ ฅ ์๋ชจ๊ฐ 50mW์ ๋ถ๊ณผํ๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 5๋ ADL8142์ ์ด๋๊ณผ ์ก์ ์ง์๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค. ADL8142๋ COTS ๋ฒ์ ๊ณผ์์ ์ฉ ์ฐ์ฃผ ๋ฒ์ ์ผ๋ก ์ ๊ณต๋๋ค. ์ก์ ๋จ์์๋ADL8107(8 ~ 15GHz, 28dB ์ด๋, 19dBm P1dB)์ด๋ ์ด๋๊ณผ ์ ํ์ฑ์ด ๋์ HMC498(17 ~ 24GHz, 22dB ์ด๋, 26dBm P1dB) ๊ฐ์ ์ ํ์ ์์ ๋๋ผ์ด๋ฒ๋ก ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 6์ ADL8107์ ์ด๋๊ณผ ์ถ๋ ฅ P1dB๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ค๋ค.
๋งบ์๋ง
๋น ํฌ๋ฐ ์ํ ๋๋ ์ฒจ๋จ ๋น์ ์ง๊ถค๋ ์์ฑ๊ตฐ์ด ์ ์ฐํ ๊ณ ๋์ญํญ ๋ฐ์ดํฐ ํต์ ์ ์ ๊ณตํ๊ณ ์ด ๊ธฐ์ ์ด ๋ณดํธ์ ์ผ๋ก ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋๋ก ํ๋ ๋ฐ ์ค์ํ ์ญํ ์ ํ๋ค. ๋น ํฌ๋ฐ ์ํ ๋ ์ค๊ณ ์์ง๋์ด๋ค์ ์ํด, ADI๋ ๋ฐ์ดํฐ ์ปจ๋ฒํฐ์์๋ถํฐ ์ฃผํ์ ์ปจ๋ฒํฐ์ ๋นํฌ๋จธ, FE ๋ถํ์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง ํฌ๊ด์ ์ธ ๊ตฌ์ฑ์ ์ ํธ ์ฒด์ธ ๋ถํ๋ค์ ์ ๊ณตํ๋ค. ์ํ ๋ FE๋ ์ ํธ ์ฒด์ธ ์ ๋ฐ์์ ์ค์ํ๋ค. ์ ์ฒด ์์คํ ์ ์ก์ ์ฑ๋ฅ์ ์ข์ฐํ ๋ฟ ์๋๋ผ, ํน์ ํ ๊ธฐ๊ณ์ ๋ฐ ์ ๋ ฅ ์๋ชจ ์ ์ฝ์ ์ถฉ์กฑํด์ผ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ADI๋ ADL8142 LNA ๊ฐ์ด ๊ถค๋์ ์์ฑํต์ ๊ณ ์ ์ ์๊ตฌ ์ฌํญ๋ค์ ์ถฉ์กฑํ๋ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๋๋ฐ์ด์ค ์ ํ๊ตฐ์ ๊ณ์ํด์ ๊ฐ๋ฐํ๊ณ ์๋ค.
์ฐธ๊ณ ๋ฌธํ
1 Keith Benson. โPhased Array Beamforming ICs Simplify Antenna Design.โ Analog Dialogue, Vol. 53, No. 01, January 2019.
2 ADL8142 data sheet. Analog Devices, Inc., 2022.
3 ADL8107 data sheet. Analog Devices, Inc., 2022.
i LEO is defined as being between ~160 km and 2000 km above the Earthโs surface.
ii GEO is defined as being 35,786 km (22,236 miles) above Earthโs surface.
iii MEO is between LEO and GEOโfor example, O3b is in MEO at 8000 km above Earthโs surface.
iv Coverage is limited in northern and southern latitudes.
v There may also be some additional satellites used as backup for redundancy.
vi Telesat Lightspeed was originally designed for 15 Tbps data capacity from 294 satellites. A typical VHTS would offer 2 Tbps to 3 Tbps data capacity (2022).
vii TIDโcumulative exposure to ionizing sources can cause shifts in device thresholds, increased leakage, or nonfunctionality.
viii Refer to the following articles for more details on beamforming.
์ ์ ์๊ฐ
์ง ๋ผ์ด์ธ(Jim Ryan)์ ์์ผ๋๋ ๋ฆฌ๋จธ๋ฆญ์ ์์นํ ์๋๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ด์ค(Analog Devices) ์ฐ์ฃผ์ฉ ์ ํ ๊ทธ๋ฃน์ ์ ํ ๋ง์ผํ ๋งค๋์ ์ด๋ค. ๋ฆฌ๋จธ๋ฆญ ๋ํ์์ ์ ์๊ณตํ ํ์ฌํ์ ๋ฐ ์ปดํจํฐ ์์คํ ๋ฐ์ฌํ์๋ฅผ ์ทจ๋ํ์ผ๋ฉฐ, ์คํ ๋ํ(์๊ตญ)์์ MBA๋ฅผ ์ทจ๋ํ๋ค. ADI์ 30๋ ๋๊ฒ ์ฌ์งํ๋ฉด์ ํ ์คํธ ์์ง๋์ด๋ง, ์ ํ ์ ํ๋ฆฌ์ผ์ด์ , ๋ง์ผํ ์ ๋น๋กฏํ ๋ค์ํ ์ง์ฑ ์ ์ญ์ํ์ผ๋ฉฐ, ์ ๋ฐ ์ปจ๋ฒํฐ, ์ปจ์๋จธ A/V, RF๋ฅผ ๋น๋กฏํ ๋ค์ํ ์ ํ์ ๋ด๋นํ๋ค.