항공기 통신 및 탐지 시스템 성능

항공기 안테나 위치와 설비 성능

비행 안전은 조종사가 지상과 하늘 모두의 주변 상황을 얼마나 정확히 알고 있는지에 달려 있습니다. 그래서 조종사는 근처의 항공기 및 항공 교통 관제소와의 무선 통신과 다른 항공기, 지형, 폭풍을 감지하는 레이더 및 송수신기에 의존해서 상황을 파악합니다. 이런 시스템에는 모두 안테나가 사용됩니다. 항공기에 설치된 안테나 위치와 근처의 다른 무선 시스템의 간섭이 안테나 성능에 영향을 미칠 수 있으므로, 엔지니어는 항공기 전체와 관련 시스템을 모두 고려하여 통신 및 탐지 시스템을 설치해야 합니다. 다쏘시스템의 전자기(EM) 시뮬레이션 솔루션은 설계 프로세스 초기에 실제 환경의 안테나 성능을 계산하여, 테스트 단계에서 중요한 문제가 발생할 위험을 줄여 줍니다.

항공기 안테나 시스템을 설계할 때는 여러 가지 설계 목표를 균형 있게 반영해야 합니다. 크기, 무게, 내구성, 공기 역학적 성능은 항공 응용 분야에서 한결같이 중요하지만, 항공기 플랫폼의 한정된 공간 때문에 안테나를 배치할 수 있는 위치가 제한적일 수밖에 없습니다. 장비 오작동으로 이어질 수 있는 무선 주파수(RF) 간섭 이벤트의 위험을 최소화해야 하며, 장치는 법적 기준(예를 들면, DO-160(RTCA), EURO CAE/ED-14, DEF-STD-59-411, MIL-STD-461과 같은 EMC 적합성 표준)이 요구하는 인증 테스트를 통과해야 합니다. 경우에 따라서는 레이더 시스템의 항공기 탐지력을 최적화하는 것도 중요합니다.

항공기 시스템 엔지니어는 다쏘시스템의 EM 시뮬레이션 솔루션인 SIMULIA CST Studio Suite를 사용해서, 실제로 테스트하지 않고도 안테나의 구성을 모두 평가하고 안테나 설비의 성능을 빠르게 분석할 수 있습니다. 설계 도구인 Antenna Magus는 주파수 및 편광 같은 사양에 맞게 모델링할 수 있는 대규모 안테나 설계 라이브러리를 제공합니다.

Antenna Magus와 CST Studio Suite를 함께 사용하면 응용 분야에 적합한 맞춤형 안테나를 매우 빠르게 설계할 수 있습니다.

CST Studio Suite는 3DEXPERIENCE 플랫폼에 연결되어 CATIA에서 데이터를 직접 가져올 수 있습니다. 요컨대, 안테나 시스템 분석에 최신 모델을 활용하고, 전자 엔지니어와 기계 엔지니어가 실시간으로 협업하며, 부서와 협력업체가 효율적으로 소통할 수 있게 되는 것입니다. 기계 설계 부서의 CAD 파일, Antenna Magus의 안테나 모델, 협력업체에서 측정한 안테나 패턴을 비롯하여 다양한 출처의 데이터를 단일 시뮬레이션 모델에 통합할 수 있습니다. 전자 엔지니어와 기계 엔지니어가 실시간으로 협업하므로, 몇 시간이나 며칠이 아닌 단 몇 분 안에 수정한 모델을 공유할 수 있습니다.

설계 초기 단계에 안테나 성능을 시뮬레이션하고 최적화하여 무선 및 레이더 시스템을 설계 프로세스의 다른 부분에 반영할 수 있습니다. 예를 들어, 안테나 레이돔을 공기 역학 분석에 추가할 수 있습니다. 안테나 성능을 미리 분석할 수 있으므로 비행 테스트 단계에서 발생하는 간섭 같은 문제의 위험 역시 감소합니다. 따라서 인증 및 안전 표준을 100% 준수하는 데 필요한 고가의 프로토타입을 제작하고 측정해야 하는 횟수가 줄어듭니다.

항공기의 통신 의존도는 앞으로 훨씬 더 높아질 것으로 보이며, 규제 요건을 준수하고 고속/고대역폭 통신 및 기내 스트리밍 서비스에 대한 고객의 요구에 부응하기 위해 항공기에 설치되는 안테나 시스템의 수도 늘어날 것으로 예상됩니다. SIMULIA의 전자기 시뮬레이션 도구를 도입한 제조업체는 이러한 목표를 달성하고 미래형 항공기를 생산하는 데 있어, 그 어느 때보다 유리한 위치를 차지하게 됩니다.

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