한국항공우주연구원

우리나라는 물론 전세계적으로 통신과 방송에 대한 수요가 갈수록 증가하고 있고 위성 통신 및 방송에 대해서도 고품질 및 대량 자료 전송이 요구되고 있어 기존의 통신 기술의 한계를 뛰어 넘는 차세대 위성통신 기술 개발이 필요하다. 근래에는 기존의 Ku 대역 통신 주파수보다 대용량의 자료 전송이 가능한 Ka 대역 주파수 통신 기술에 대한 연구 개발이 차세대 위성통신 기술 개발로 주목 받고 있다. 

한반도 지역에 대한 Ka 대역 위성 통신 시험 및 시범 서비스를 위하여 천리안위성은 2010년 6월 27일 발사되었다. 천리안위성에는 통신 임무 수행을 전담하는 통신탑재체가 탑재되어 있다. 천리안위성은 동경 128.2°의 정지궤도에서 초기 궤도상 시험(In-Orbit Test)을 성공적으로 마치고 현재까지 1년 365일 매일 우주에서 통신 임무를 정상적으로 수행하고 있다. 한국항공우주연구원(KARI)에서 천리안위성을 관제하고 한국전자통신연구원(ETRI)에서 천리안위성 통신탑재체의 임무 운영을 수행하며 국내 사용자들에게 Ka 대역 위성 통신 서비스를 제공하고 있다. 

천리안위성의 통신탑재체는 위성안테나와 중계기로 구성되며 한국전자통신연구원에서 순수 국내기술로 개발한 위성안테나와 통신중계기가 천리안 위성에 탑재되어 있다. 천리안위성은 통신탑재체를 통해 통신위성으로서의 임무를 수행하고 우리나라가 세계 10번째 통신위성 자체 개발국 지위를 획득하는데 기여하였다.

천리안위성 통신탑재체의 통신 서비스 지역은 남한 지역과 북한 지역을 모두 포함한 한반도 전체이고 통신 주파수 대역은 29.6~30.0GHz(상향)과 19.8~20.2GHz(하향)이며 상향과 하향 주파수 대역 내에 3개의 중계기 채널이 할당되어 있다. 각 중계기 채널은 대역폭이 100MHz이고 서비스 지역과 운영 임무가 특정되어 있다. 채널 1번은 남부빔 채널로서 빔의 중심이 남한 지역을 지향하며 통신 임무를 수행한다. 채널 2번은 중북부빔 채널로서 빔의 중심이 북한 지역을 바라보지만 통신 범위는 남한지역을 포괄하여 통신 임무를 수행한다. 채널 3번은 남부빔 채널로서 남한 지역을 지​향하며 주로 방송 서비스에 활용되고 있다.

한국전자통신연구원은 지상 통신위성운용시스템을 이용하여 천리안위성의 통신탑재체와 직접 통신하며 통신탑재체의 위성 통신 시험 및 시범 서비스 임무를 수행하고, 통신탑재체의 임무 수행을 위해 필요한 위성 원격명령 전송을 한국항공우주연구원으로 요청한다. 한국항공우주연구원에서는 통신탑재체의 임무 수행을 위해 필요한 원격 명령을 천리안 위성으로 전송하고 통신탑재체의 원격측정자료를 수신하여 통신탑재체의 건강 상태를 감시하며 지상망을 통해 한국전자통신연구원으로 통신탑재체의 원격 측정자료를 전송하여 한국전자통신연구원의 통신탑재체 중계기 성능시험을 지원한다.

천리안위성 통신탑재체는 통신탑재체 성능 시험, 전국 신호 측정 시험, 전파특성실험을 위한 Ka 대역 위성전송시험 등의 기본적인 운영 시험 뿐 만아니라, UHD TV 위성방송 전송서비스 실험 등의 국내 개발 차세대 방송통신기술의 우주 검증 및 광대역 위성 멀티미디어 시험 서비스, 그리고 국민안전처, 기상청, KBS의 재난 재해 통신 및 방송 등에 대한 공공선도 시범서비스에 활용되며, 국내 통신위성 기술의 자립화에 기여하고 있다.

※ 이 글은 아래 문서를 참조하여 작성하였습니다.
    - http://blog.naver.com/etripr/90095670652
    - 이성팔, 조진호, 유문희, 최장섭, 안기범, “천리안 위성 Ka 대역 통신탑재체시스템 기술”, 통신위성우주산업연구회논문지, 제5권, 제2호, 2010, pp. 75-81

    - 한국전자통신연구원, “천리안통싱위성 운용･활용 현황 및 계획”, 제5차 천리안위성 운영 워크샵, 2016.4.7, 한국항공우주연구원 나로우주센터 (고흥)​