레이돔 형상에 따른 통신 커버리지 시각화 연구
A study on visualization of communication coverage according to radome geometry
• 해당 논문은 2025 한국군사과학기술학회 추계학술대회에서 발표되었습니다.
김용희 · 최병헌 · 황민수 · 지정근(모아소프트) · 오명근(국방과학연구소) · 고경수(LIG넥스원)
Abstract : This study analyzes the communication coverage of aircraft-mounted antennas with different radome shapes using Ansys HFSS and STK. Flat and drop radomes were compared at 00.0 GHz. Results show the drop radome provides wider coverage, while increasing the flat radome’s transmit power to 58 dBm achieves similar performance. The combined HFSS–STK approach aids optimal aircraft communication design.
1. 결론
최근 항공기, 위성, 무인기(UAV) 기반 통신 시스템은 고주파 대역을 활용하여 고속 데이터 전송 및 안정적인 링크 품질을 확보하는 방향으로 발전하고 있다. 이러한 환경에서는 안테나의 방사 특성과 탑재 위치 뿐만 아니라, 레이돔 형상 및 재질에 따른 전파 특성 변화가 통신 성능에 직접적인 영향을 미친다. 특히, 레이돔 내부에 장착된 항공기 탑재 안테나는 전자파 투과 손실, 위상 왜곡 등으로 인해 안테나 이득 및 방사패턴이 변형 될 수 있으며, 이는 통신 커버리지와 링크 성능 저하로 이어질 수 있다.
그리고 통신 커버리지는 플랫폼의 위치, 고도, 안테나 방사패턴, 송신출력, 지형 특성 등 다양한 요인에 의해 결정된다. 따라서 실제 운용 환경을 반영한 시스템 수준 시뮬레이션 분석이 필수적이다. Ansys STK (Systems Tool Kit)는 플랫폼 궤적, 지형, 안테나 특성을 통합 분석하여 C/N, Link Margin, 가시선(LOS) 등을 계산하여 통신 커버리지를 시각화 할 수 있는 도구로 위성통신이나 UAV 데이터링크 등 복합 통신 시스템의 초기 설계 검증에 유용하다.
본 연구에서는 Ansys STK와 HFSS를 연계하여 고주파 환경에서 항공기 탑재 안테나의 레이돔 형상에 따른 통신 커버리지를 분석하고, 시각화 기반으로 공간적 성능 차이를 비교하였다. 시뮬레이션에서는 탑재 안테나 방사패턴, 송신출력, 플랫폼 고도를 통합 적용하여 형상 및 조건 변화에 따른 C/N 분포 및 링크 가능 영역을 시각적으로 도출하였다.
본 연구의 목적은 레이돔 형상에 따른 항공기 탑재 안테나를 분석하고 가상 운용 시나리오에 적용하여 통신 커버리지를 확인함으로써 향후 최적의 항공기 통신 운용 방향을 제시하는 데 있다.
2. 결론
본 연구에서는 Ansys STK와 HFSS를 연계하여 레이돔 형상에 따른 항공기 탑재 안테나의 통신 커버리지를 분석하였다. 물방울형이 평판형보다 더 넓은 통신 커버리지를 제공하는 것으로 나타났다. 또한, 평판형의 송신 전력을 58 dBm으로 증가 시켰을 때 물방울형과 동일한 통신 커버리지를 확보할 수 있음이 확인되었다. STK 기반 통신 커버리지 시각화를 활용하여 최적의 항공기 통신 운용 전략 수립에 기여할 수 있다
고주파 환경 항공기 탑재 안테나 통신 커버리지분석 관련 문의 : 02-6945-2156 / Contact us – (주)모아소프트 (moasoftware.co.kr)
