능동 소나시스템에서 수신 신호의 해상도를 높이기 위한 방법은 다양하게 연구되어 왔다. 본 논문에서는 착저 물체의 탐지 해상도를 높이기 위한 방법으로 소나의 평면 배열 (planar array) 설계를 수행하였다. 해상력이 높은 좁은 형태의 빔 패턴을 얻기 위해서는 평면 형태의 어레이를 고려하는 것이 필요하다. 어레이를 구성하는 개별 음향 트랜스듀서의 송신 주파수는 13 kHz를 사용하였다. 비대칭 크기를 갖는 목표물의 효율적인 탐지를 위해 어레이 디자인에서 방위각(azimuth angle)과 고도각(elevation angle)에 따른 해상도를 동시에 고려하기 위해 areal angle 개념을 사용하였다. 그에 따라 목표 해상도를 만족하는 areal angle을 먼저 구하고 이를 역산하여 각각 목표 방위각과 고도각을 계산하여 어레이의 설계를 진행하였다.
북한은 소형무인기를 2014년부터 여러 차례 침투시켰으나, 우리는 탐지/식별, 타격을 할 수 있는 시스템의 부재로 인하여 즉각적인 대응을 하지 못하였다. 지금까지 북한의 항공기는 지형추적 및 지형회피를 통해 레이더와 초병의 육안에 관측되지 않기 위해서 능선을 따라 회피 침투하여 목표물을 타격하고 복귀하는 것으로 인식되었으나 북 소형무인기는 교리적인 요소를 완전히 벗어나서 예상치 못한 고도로 레이더의 탐지를 회피하여 침투함으로서 대공방어의 문제를 야기 시켰다. 북 소형무인기 대응의 문제점 해결을 위해 M&S를 활용한 전투실험을 통해 소형무인기 탐지레이더와 식별 시 즉각 타격할 수 있는 신개념의 무기체계 개발과 탐지/식별과 타격을 동시에 할 수 있는 C2A체계를 활용하여 위협을 최소화하고, 장비 전력화와 연구를 위한 전문 연구 조직 편성으로 위협을 대비하여야 하겠다.
본 논문에서 제안하는 알고리즘은 수중에서 협대역 지속파 능동 소나를 이용하여 표적 반향음을 탐지하는 문제를 다루고 있다. 능동 소나에서 표적 탐지를 위해 방사한 핑 신호는 주변의 많은 산란체에 의해 반사되는 신호를 만들어내며, 이를 잔향이라 한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 잔향 환경에서 낮은 도플러의 표적 반향음을 탐지하는 것을 목표로 한다. 제안하는 알고리즘은 빔공간 다채널 비음수 행렬 분해 기법을 기반으로 하여 방위, 주파수, 시간 기저를 추정하며, 특히 기저를 두 개의 기저집단 -잔향음 기저집단과 반향음 기저집단으로 나누어 독립적으로 추정한다. 제안하는 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 합성된 잔향 신호를 이용하여 시뮬레이션을 진행하였으며, 시뮬레이션 결과 제안하는 알고리즘이 기존의 알고리즘에 비해 향상된 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
지상정밀자료 분석을 위한 지능형 위성영상처리기법 개발의 기술이전 내용은 공간 데이터 처리를 위한 영상처리 및 GIS 기술과 관련하여 개발한 기술 중 비행 시뮬레이션, 영상 전처리, 지도좌표체계 변환 그리고 GIS 분석기술 등이다. 또한 항공사진, 위성영상, 지도, 정보 보고서, 지형정보, DB 분석 등 각종 자료를 융합하여 시설물, 목표물에 대한 현황 분석, 변화 탐지, 시설물 시뮬레이션 등의 기능을 수행 할 수 있는 종합 정밀 정보 분석 기술을 관심 있는 기업에 기술이전할 예정이다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제11권2호
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pp.61-70
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1987
미지의 조작량이나 매우 큰 외란이 입력으로 작용하고 있는 동력시스템의 정도 높은 상태를 추정하려면 상태추정에 앞서 시스템의 입력추정이 요구된다. 본 논문에서는 간략형 칼만필터 (SKF:Simplified Kalman Filter)를 이용하여 운동하고 있는 목표물의 상태추정을 행함과 동시에 기동탐지자 (Maneuvering Detector)와 입력추정자 (Input Estimator)에 의해 시스템의 입력을 추정하고 이것에 의하여 SKF의 추정치를 보정해줌으로써 입력이 미지인 동적 시스템의 상태추정에 있어서 추정정도를 개선하는 방법을 제안하며 디지탈계산기를 이용한 시뮤레이션을 통하여 본 방법의 유효성을 밝힌다.
본 논문에서는 레이더와 전자정보에서 획득한 방향정보 자료를 이용해서 전자파 정보를 융합하는 기술을 제시한다. 레이더에서 획득한 표적신호와 전자정보에서 획득한 정보신호를 융합하면 표적을 정확하게 확인할 수 있기 때문에 레이더의 탐지 오차율이 줄어들고 표적에 대한 상세 정보를 확보할 수 있어서 표적식별이나 목표물 선정에 쉽게 사용할 수 있다.
본 논문은 수중환경에서 비교적 근거리에 위치해 있는 목표물에서 방사되는 광대역 음원신호를 취득하여 목표물의 위치를 탐지하기 위한 표적추정 (Focused) 빔 형성 기법을 제안한다. 표적추정 (Focused) 빔 형성기 기법은 배열 센서를 사용하여 구면파 형태로 입사되는 방사 신호들의 각 센서로의 상이한 전달 지연 시간 성분들을 고려하여 센서 출력 신호들을 일정 시간 구간 동안 코히어런트하게 합해 줌으로써 목표물의 위치를 판단하게 된다. 이때 견인함의 이동에 의해 배열 센서의 형태가 시간적으로 변화하게 되며, 가상의 셀들로 분리된 이미지 공간상에서 각 셀과 배열 센서간의 기하학적인 구조 분석에 의해 계산된 시간 지연 값들을 이용하여 표적추정(Focused) 빔 형성 과정을 거친 최종적인 3차원 빔 패턴 출력을 얻게 된다. 본 논문에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 N차 다항식 (polynomial) 근사법을 이용한 실제 수차 모형 배열 형태 추정을 하였으며 생성된 가상의 수차 모형 배열을 이용하여 각각의 주파수 대역에 따른 광대역 목표물에 대한 추정 성능을 분석하여 보았다.
기존의 방향탐지는 지상에서 높은 위치에 안테나를 설치하여 신호 수신환경을 최대한 LOS(Line of Sight)의 환경으로 목표물의 위치를 탐지하지만 이러한 환경을 구성하기 위해선 높은 비용과 설치 시간이 필요하다. 군사적 용도로 사용되었던 무인항공기인 드론이 민간 상업용으로 시장이 확대되면서 활용 영역이 넓어지고 있기 때문에 본 논문에서는 방향탐지에서 드론을 활용하고자 TDOA(Time Difference of Arrival)기법을 활용하여 4대의 드론을 이용해 방향탐지 시뮬레이션을 구성하였다. 또한 추가적인 신호처리 테일러 급수와 Exact Iteractive Algorithm을 이용하여 드론과 TDOA 방향탐지 기법 기반의 시뮬레이션을 구성하였다. 시뮬레이션은 지상 방향탐지의 측정 데이터의 GPS정보를 이용하여 800MHz Path-Loss Model을 활용하여 수신 Power를 정의하였으며 TDOA기법과 테일러급수, Exact Iteractive Alogrithm을 적용하여 보정을 실시하였을 때 위치추정 성능을 분석하였다.
본 논문은 정밀 유도무기에 장착되어 목표물 명중 확률을 좌우하고, 비용적인 측면에서 유도무기의 가장 큰 부분을 차지하는 적외선 영상탐색기에 대한 성능 대비 개발비용 최적화에 대한 연구이다. 탐색기 개발 비용의 주요항목인 해상도와 그에 따른 탐지성능에 영향을 미치는 인자들을 분석함으로써, 설계 단계에서 해상도 별 탐지성능과 개발 비용과의 상관관계를 분석하는 연구를 수행하였다. 다양한 신호 대 클러터 비 조건에서 해상도 별 표적탐지 확률을 설계 시 중요인자로 정의하고, 개발비용 선정의 기준이 되는 해상도 별 탐지성능 분석을 수행하였으며, 탐지성능 확보를 위한 최적의 해상도와 그에 따른 투입비용에 대한 관계를 도출하였다. 다양한 클러터 환경에 따른 사례연구를 통하여 제안한 분석 방식이 탐지성능 만족을 위하여 요구되는 개발비용 예측에 효과적임을 검증하였으며, 유도무기 운용 환경에서 성능대비 최적화된 개발비용을 설계단계에서 미리 도출할 수 있는 연구 자료로 활용하고자 한다.
신호 대 잡음비가 매우 낮은 수중 음원을 탐지하기 위해서는 많은 센서를 갖는 견인 배열 시스템을 운용하여야 한다. 그러나 이러한 경우 수백 미터에 이르는 배열을 견인함이 끌고 다닐 때 파도와 같은 해수면의 움직임과 견인선의 기동 형태에 따라 원하는 배열 형태를 항상 유지할 수 없다. 그러므로 본 논문에서는 실제 수 중 환경에서 견인되는 배열의 왜곡된 형태를 시간적으로 뿐만 아니라 공간적으로 통합된 센서의 움직임 근거로 한 상관 형태를 잘 표현한 ""Paidoussis"" 방정식을적용하여 이 방정식의 간단화된 형태인 수차 모형(Water pulley)배열을 협대역 목표물 탐지에 이용하였다. [1][2][8] 수차 모형 구조의 배열을 이용하여 사상 기법을 적용하면 수차 모형의 왜곡 특성으로 인해 센서간 간격이 비균일성을 가지는 가상의 선형 배열이 형성되어 진다. 본 논문에서는 사상 기법에 의해 생성된 가상의 선형 배열을 토대로 합성 어패처 방식의 일종인 FFTSA(Fast Fourier Transform Synthetic Aperture) 기법을 이용하여 센서 배열의 입사각 추정 성능에 중대한 영향을 부여하는 코히어런스 주기에 따른 추정 성능의 변화 및 견인함의 이동 경로 변화에 따른 변동 경로 주기에 따른 성능 변화를 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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