• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.151-154
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• 1998

이 논문에서 비선형 배열 MUSIC 빔형성 기법을 이용하여 예인형 선배열 센서 시스템의 표적 좌우 방위 분리 방법을 기술하였다. 이 기법은 배열 운동모델 Water-Pully 모델과 방향센서의 정보를 이용하는 칼만필터를 설계하여 예인함 기동에 따른 배열형상을 추정하고 표적의 좌우방위를 분리하기 위하여 추정된 배열형상에서 MUSIC 빔형성 기법으로 신호처리를 수행하였다. 또한 예인주기와 예인진폭과 같은 예인함 기동형태의 전형적인 빔형성 기법과 MUSIC 빔형성 기법으로 표적의 좌우 방위 분리 성능을 비교 분석하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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• pp.85-88
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• 2000

가늘고 긴 선배열을 해상에서 운용할 때 비선형 형상이 유도되므로 음원에 대한 정확한 탐지를 위하여 배열형상 추정이 필요하다. 방위센서를 이용한 배열형상 추정을 위하여 배열의 천 정도가 적은 경우에만 적용 가능한 다항 근사화 방법의 제한점을 극복하기 위하여 반복법을 제안하고, 수치 시뮬레이션을 통하여 반복회수에 따른 배열형상 추정결과를 분석하였다

• 한국음향학회지
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• 제39권4호
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• pp.255-262
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• 2020

현대의 수동소나 시스템에서는 자함 소음의 영향을 최소화하고 더 높은 신호대잡음비를 얻기 위한 목적으로 예인형 선배열 센서를 운용한다. 얇고 긴 예인형 선배열 센서는 예인선의 기동에 따라 비선형 형태로 유도될 수 있다. 이러한 배열 형상의 변화가 고려되지 않는다면 빔형성기의 성능이 저하될 수 있다. 따라서 예인형 선배열 센서를 이용한 빔형성 시 센서 배열에 대한 정확한 형상의 추정이 필요하다. 선배열 형상 추정에는 다양한 기법이 존재한다. 그 중 방위센서를 이용한 기법의 경우, 방위센서 잡음의 영향으로 추정성능이 감소할 수 있다. 이러한 잠재적 오류를 제거하기 위해 가중 다항 근사화 기반 배열 형상 추정 기법을 제안하였다. 제안 기법의 성능 검증을 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 제안 기법의 성능이 기존 기법에 비해 잡음에 강인함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제35권5호
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• pp.395-402
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• 2016

본 논문에서는 음향벡터 선배열 센서 기반에서의 광대역 적응빔형성기법을 다룬다. 적응 빔형성을 위하여 안정적인 공분산행렬추정은 매우 중요한 문제이다. 기존의 코히어런트 신호부공간기반의 적응 빔형성기법은 초점조정행렬(focusing matrix) 추정으로 인해 방위각 추정에 오차가 발생하며 또한 공분산행렬 추정을 위하여 많은 데이터 단편을 필요로 한다. 방위각 추정오차 및 공분산 행렬 추정시 필요한 데이터 단편의 수 문제를 완화하기 위하여 음압센서 선배열에 적용된 조향공분산 행렬 기법을 음향벡터 선배열 센서에 확장하여 적용한다. 그리고 부배열 기법을 통하여 공분산행렬의 차원을 줄임으로써 적은 수의 데이터 단편으로 안정적인 공분산행렬 추정이 가능하고 방위각 추정성능을 향상시킨다. 모의 실험을 통하여 기존의 코히어런트 신호 부공간 전처리 기반 광대역 빔형성기법과 제안한 기법의 방위각 추정 성능을 분석한다.

• 한국음향학회지
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• 제20권8호
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• pp.74-80
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• 2001

가늘고 유연한 선배열을 해상에서 운용할 때 비선형 형상이 유도되므로 음원에 대한 정확한 탐지를 위하여 배열형상 추정이 필요하다. 방위센서를 이용한 배열형상 추정을 위하여 배열의 휜 정도가 작은 경우에만 적용 가능한 다항 근사화 방법의 제한점을 극복하기 위하여 반복법을 제안하고, 수치 시뮬레이션을 통하여 반복회수에 따른 배열형상 추정결과를 분석하였으며, 제안한 방법의 실제 시스템에 대한 적용성을 검토하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제9권2호
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• pp.20-25
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• 2006

Low frequency towed line array with high array gain and beam resolution is a long range surveillance sensor for anti-submarine warfare. The beam characteristics is however deteriorated due to the distorted line array sensor caused by low towing speed, wind, current, and towing ship maneuvering. An adaptive beamforming method is utilized in this paper to enhance the distorted line array beam performance by estimating and compensating the nonlinear array shape. A polynomial curve fitting in the least square sense is used to estimate the array shape iteratively with the distributed heading sensors data along the array. Real time array shape estimation and nonlinear array beam calculation is applied to a very long towed line array sensor system and the beam performance is evaluated and compared to the linear beamformer for the simulation and sea trial data.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제42권2호
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• pp.1-6
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• 2005

Ryu 등은 선형 선배열센서를 이용하여 표적의 방위각 궤적을 추적하는 알고리즘을 제안하였다. Ryu 등이 제안한 방위각 추적 알고리즘은 선형 선배열센서의 출력신호를 이용하여 신호부공간을 추정하고, 추정된 신호공간으로부터 각 표적의 방위각 이노베이션을 구하며, 이렇게 구한 방위각 이노베이션을 각 표적에 할당된 칼만필터의 입력으로 사용함으로써 표적의 방위각 궤적을 추적한다. 이러한 구조를 가지는 Ryu의 방위각 추적 알고리즘은 별도의 데이터연관 필터가 필요 없으며 효율적이라는 장점을 가지고 있다. 그러나 Ryu의 방위각 추적 알고리즘은 선형 선배열센서를 사용하는 환경에서 제안되었기 때문에 임의형상 배열센서에 적용하기에는 부적합하다. 배열센서를 사용하는 여러 응용분야에서 배열센서를 구성하는 센서들은 실제로 위치오차를 가지며, 배열센서는 임의형상 배열센서가 된다. 본 논문에서는 Ryu 알고리즘의 장점과 추적 성능을 그대로 유지하면서 임의형상 배열센서에 적용할 수 있는 방위각 추적 알고리즘을 제안한다.

• 한국음향학회지
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• 제23권5호
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• pp.370-375
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• 2004

본 논문에서는, 미지 위치의 원거리 능동음원을 이용하여 해저고정형 선배열 센서에 대한 3차원 배열형상추정 기법을 제안하였다. 본 연구는 센서에 도달하는 음파가 평면파라는 가정 하에 기준센서와 나머지 센서간의 음파도달 시간지연, 센서위치 및 입사각과의 선형방정식의 해를 반복적 최소자승법에 의해 구함으로서 센서위치 추정이 가능하다. 제안된 기법의 타당성을 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션과 실제 해상실험을 수행하였으며, 이론적 분석을 통하여 음원 위치 분포에 따른 성능 및 시간지연 오차에 따른 센서위치 추정 성능을 분석하였다.

• 한국음향학회지
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• 제25권4호
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• pp.184-190
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• 2006

최근에 Lee 등은 1차원 수평배열 센서만을 사용하여 다중경로를 통해 들어오는 신호로부터 표적의 3차원 위치를 추정하였다. 그러나 이 기법에서 음속은 수심에 상관없이 일정하다고 가정하였기 때문에 음속이 수심에 따라 다양하게 변화하는 실제 해양환경에서는 그 추정 성능이 현저하게 저하된다. 따라서 본 논문에서는 비균일 음속 환경에 적합한 근거리 표적의 3차원 위치추정 기법을 제안한다. 제안한 기법에서는 선형의 음속구조를 가지는 근거리 다중경로 환경에서 음파전달 모델을 기반으로 한 위치추정함수를 구성하였으며 이로부터 표적의 방위각, 거리 및 깊이를 3차원 탐색을 통하여 추정하였다. 선형 음속구조 및 실제 환경과 유사한 비선형 음속구조를 적용하여 제안한 기법의 성능을 기존의 기법과 비교, 분석하였으며 기존의 기법에 비해 거리 추정 오차는 최대 100m, 깊이 추정 오차는 50m정도 감소됨을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권7호
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• pp.31-36
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• 2001

수동 소나 시스템에서는 신호대 잡음비의 향상, 표적의 방위 탐지 및 위치 데이터 산출, 간섭신호 제거 등을 위하여 지향성 빔을 만들어 사용한다. 주변환경이 복잡한 해양에서 저소음의 표적을 원거리에서 탐지하기 위해서는 지향성 빔의 특성을 향상시킬 필요가 있다. 본 논문에서는 선형으로 배열된 센서에서 각 센서 쌍들의 상호상관 행렬을 이용한 SCCBF (Spatial Cross Correlation Beamforming) 알고리즘을 제안하였다. 이상적인 조건하에서 제안된 SCCBF는 기존의 CBF (Conventional Beamforming)에 비해 배열 이득이 3 dB 이상 향상되고 표적의 탐지 방위 정확도를 나타내는 빔 폭이 CBF보다 0.5배 정도가 됨을 이론적으로 검증하고, 시뮬레이션을 통하여 이를 입증하였다. 또한 제안된 알고리즘을 적용한 선배열 수동 소나 시스템의 해상 시험 결과를 제시하였다.