위성 추적 턴테이블은 우주에서 움직이는 인공위성을 자동으로 정렬하고 지속적으로 추적할 수 있는 고정밀 회전 플랫폼입니다. 일반적으로 턴테이블의 기계적 구조와 추적 제어 시스템의 두 부분으로 구성됩니다.

주요 구성 요소

1. 기계식 턴테이블

구조 형태: 일반적으로 방위각-피치형으로, 수평 방향(방위각)과 수직 방향(피치각)으로 자유롭게 회전할 수 있습니다. 일부 특수 설계는 XY축 또는 기타 형태를 채택하기도 합니다.

구동 시스템: 고정밀 모터(서보 모터 또는 스테퍼 모터 등)와 감속기를 사용하여 턴테이블을 부드럽고 정확하게 움직입니다.

지원 장비: 다양한 장치가 턴테이블에 장착되며, 가장 일반적인 것은 위성 통신 안테나(포물선 안테나)이지만, 광학 망원경, 레이저 거리 측정기, 레이더 또는 전자 정보 수집 장비 등이 될 수도 있습니다.

2. 추적 제어 시스템

핵심 컨트롤러: 턴테이블의 "두뇌" 역할을 하는 컴퓨터 또는 전용 프로세서입니다.

추적 알고리즘:

프로그램 추적: 이것은 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 알려진 위성 궤도 매개변수(TLE 데이터)를 기반으로 턴테이블의 정확한 지리적 위치와 시간을 결합하여 컨트롤러는 실시간으로 위성의 방위각과 피치각을 계산한 다음 턴테이블을 해당 위치로 향하도록 구동합니다.

자동 추적: 주로 위성 통신에 사용됩니다. 안테나는 수신된 위성 신호(예: 비콘 신호)의 강도를 감지합니다. 신호가 약해지면 시스템은 턴테이블을 구동하여 작은 범위의 스캔을 수행하여 가장 강한 신호 지점을 찾아 항상 최적의 정렬을 유지합니다. 일반적인 기술에는 단계 추적 및 원추형 스캔이 있습니다.

센서: 여기에는 턴테이블의 실제 각도 위치에 대한 피드백을 제공하는 고정밀 인코더가 포함되어 있으며, 지향 정확도를 보장하기 위해 폐쇄 루프 제어를 형성합니다. GPS 수신기도 통합되어 정확한 시간 및 위치 정보를 얻습니다.

주요 응용 시나리오

위성 추적 턴테이블은 위성 응용 지상 시스템의 핵심 장비이며 다음과 같은 분야에서 널리 사용됩니다.

1. 위성 통신

이동 통신: 차량, 선박 및 항공기에 설치되어 이동 중에도 통신 위성과 지속적인 연결을 유지하여 중단 없는 인터넷, 전화 및 비디오 전송을 가능하게 합니다.

고정 통신: 긴급 통신, 뉴스 방송 차량 등에 사용되며, 신속한 배치와 위성 정렬이 필요합니다.

VSAT 스테이션: 여러 위성 또는 저궤도 위성을 추적해야 하는 일부 VSAT 터미널도 추적 턴테이블을 사용합니다.

2. 우주 과학 및 탐사

위성 레이저 거리 측정: 위성을 향해 레이저 펄스를 방출하고 반사된 빛을 수신하여 지구와 위성 사이의 거리를 정확하게 측정하는 것입니다. 지구의 중력장을 결정하고 지각 운동을 모니터링하는 데 사용됩니다. 이는 턴테이블이 매우 높은 지향 정확도와 추적 속도를 갖도록 요구합니다.

광학 관측: 통과하는 위성을 관찰하고 사진을 찍어 분류, 형태 식별 또는 과학 연구에 사용됩니다.

3. 군사 및 국방

전자 정찰: 적 위성에서 신호를 가로채 분석하여 정보를 얻습니다.

레이더 추적: 레이더를 사용하여 특정 위성을 모니터링하고 이미징합니다.

4. 우주 원격 측정 및 제어

로켓 발사 및 위성 궤도 진입 초기 단계에서 지상 제어국의 대형 안테나는 궤도를 측정하고, 명령을 보내고, 원격 측정 데이터를 수신하기 위해 로켓과 위성을 정확하게 추적해야 합니다.

5. 데이터 중계

이것은 중계 위성(예: 중국의 "Tianlian" 시리즈)을 추적하는 데 사용됩니다. 이러한 위성도 움직이고 있으며, 지상국은 다른 우주선(예: 우주선, 우주 정거장 및 저궤도 위성)에서 중계된 데이터를 수신하기 위해 이를 추적해야 합니다.