무인항공기 임무환경 기반 통신 커버리지 및 임무수행 중 통신품질 분석
Communication Coverage and In-Mission Link QualityAnalysis of Unmanned Aerial Vehicles in Operational Environments
• 해당 논문은 2025 한국군사과학기술학회 추계학술대회에서 발표되었습니다.
지정근 · 최병헌 · 박준서 · 정희철 · 최재원(국방과학연구소) · 김재민(LIG넥스원)
1. 서론
무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 감시정찰, 통신중계, 표적획득 등 다양한 군사 임무에서 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 특히 실시간 데이터링크를 기반으로 한 네트워크 중심전(Network Centric Warfare, NCW) 환경에서 안정적이고 지속적인 통신품질 확보는 임무 성공의 필수 요소로 인식되고 있다.
그러나 실제 임무수행 중에는 비행 고도, 항로, 자세 변화, 지형 및 안테나 배치 등의 요인으로 인해 통신 링크 품질이 시간 및 위치에 따라 변화하게 된다. 이러한 통신품질의 변동은 데이터 전송 신뢰도 및 임무 수행 효율성에 직접적인 영향을 미치므로, 임무환경을 고려한 정량적 분석이 요구된다.
기존 연구들은 주로 Link Budget 계산이나 Line-of-Sight 기반의 단순 커버리지 분석에 국한되어 있었으며, 실제 임무수행 중 링크 품질을 정량적으로 평가한 연구는 제한적이었다.
이에 본 연구에서는 Ansys사의 HFSS 및 Systems Tool Kit(STK)를 활용하여 무인항공기 탑재 안테나의 방사특성과 임무환경을 통합적으로 고려한 통신 커버리지 및 임무수행 중 통신품질을 분석하였다. HFSS를 통해 안테나의 방사패턴(Radiation Pattern)을 도출하고, STK를 이용하여 비행 고도, 경로, 안테나 구성에 따른 Carrier-to-Noise Ratio (C/N) 변화를 정량적으로 평가하였다.
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2. 결론
본 연구는 무인항공기 운용 시 안테나 구성과 임무환경이 통신 성능에 미치는 영향을 정량적으로 평가함으로써, 실시간 데이터링크 안정성 확보와 임무 효율성 향상에 기여할 수 있음을 보여준다. 또한, 제안된 분석 방법은 향후 다양한 플랫폼 및 임무 시나리오에 적용 가능하며, 실무 운용 및 통신 설계 최적화의 기초 자료로 활용될 수 있다.
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