• 한국음향학회지
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• 제29권1호
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• pp.10-17
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• 2010

수중에서 소나를 이용하여 표적을 탐지하고자 할 때 자함에서 발생되는 소음을 감소시켜 표적의 탐지성능을 향상시키는 것은 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 수상함에서 선체고정형소나(HMS)를 사용하는 경우 두 가지 운영모드에 대하여 자함의 소음감소 성능을 분석하였다. 운영자모드에서는 ALE(Adaptive Line Enhancer)기법을 적용하여 자함신호의 광대역 성분을 감소하므로 토널 성분의 탐지성능을 향상하였으며, 자동모드에서는 주 입력신호와 상관관계를 가진 기준 입력신호를 선정하여 조향 방위로 유입되는 잡음신호를 제거하였다. 적응필터를 설계하기 위하여 NLMS(Normalized LMS)알고리즘을 이용하였으며 실제 해상실험 데이터를 이용하여 시뮬레이션을 수행하므로 제안한 기법의 성능을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권4호
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• pp.419-425
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• 2022

본 논문은 양상태 소나의 음원과 수신기 배치를 위해 음향탐지성능을 평가하는 것을 목표로 한다. 단상태 소나와는 다르게 양상태 소나의 경우에는 배치를 위한 연산량과 복잡도가 크기 때문에 해양환경을 고려한 배치 연구는 진행된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 양상태 소나의 음원과 수신기 배치에 적용하기 위한 방법으로 해양환경의 변동성을 고려하면서도 연산량을 줄이는 평가 방법에 대해 제안한다. 본 연구에서는 천해와 심해의 대표 해양환경을 선정하였으며, 그 해역에서 음원과 수신기 간의 거리 및 센서 심도를 변경하며 신호초과를 계산하고, 그 결과를 제안하는 음향탐지성능 평가 방법과 비교 및 분석한다.

• 한국음향학회지
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• 제41권4호
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• pp.468-479
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• 2022

수중에서 능동소나를 이용하여 표적을 탐지하기 위하여, 송신음이 표적에 반사된 반향을 수신함으로써 표적의 위치를 감지한다. 이때 산란체로부터의 잔향이 발생하며, 이는 표적 반향의 탐지를 방해하게 된다. 효과적인 표적 탐지를 위해 자기회귀 모델기반의 백색화 기법이나 주성분역산 등의 잔향 제거 기법이 연구된 바 있으며, 최근에는 비음수 행렬 분해 기반의 기법이 고안되었다. 비음수 행렬 분해 기반의 잔향 제거 기법은 기존의 기법에 비해 향상된 성능을 보여주지만, 송수신기의 위치 및 거리에 의한 감쇠 등이 고려되지 않았다. 본 논문에서는, 양상태 소나에서 지속파 송신 파형을 사용하는 경우에 대하여 수신기의 방향성과 그에 관련된 도플러, 그리고 거리에 대한 감쇠 등의 전처리를 통해 성능을 개선하였다. 본 연구에서 고안된 시스템의 성능을 확인하기 위하여 잔향 모델을 이용한 시뮬레이션을 수행하였다, 시뮬레이션 결과 1 %의 낮은 오탐지율에서 기존의 비음수 행렬 분해 기법 대비 10 % ~ 40 %의 탐지율 성능 향상이 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제25권8호
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• pp.395-402
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• 2006

능동-소나를 이용하여 수중표적을 탐지하는데 있어 소나탐지 성능은 잔향음에 많은 제한을 받는다. 해상풍은 해양에서 기포 형성에 중요한 역할을 한다. 그리고 기포는 유효한 산란체로서 잔향음에 기여한다. 본 연구에서는 중주파수 선저 고전형 능동소나를 운용 시 풍성기포가 음파전달에 미치는 영향을 연구하였다. 주파수 5, 7.5, 10kHz에 대해 기포층을 고려한 음원수심 3, 5, 10m에서의 능동 신호초과비 (Active Signal Excess:ASE)를 계산하였다. 해수면 부근의 음속변화는 해수면 잔향음 준위를 증가시키며, 능동 신호초과비를 변화시킨다 풍속이 10m/s에서 해수면 부근의 최대 탐지거리가 3km 이상 감소하였다. 그 원인은 풍성기포에 의한 해수면 방향으로의 굴절로 분석되었다.

• 한국음향학회지
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• 제34권1호
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• pp.75-81
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• 2015

능동소나를 이용한 대잠전 환경에서 클러터는 표적탐지 및 추적성능을 저하시키는 가장 큰 원인 중 하나이다. 본 논문에서는 중주파수 능동소나에서 표적 피크 신호의 통계적 특징을 이용한 단일 핑 클러터 제거 기법을 제안한다. 기존의 표적 피크 영역을 제외한 잔향 존재 영역에서 오탐지율을 줄이는 기법이나 여러 핑을 누적하여 기동 패턴을 분석하여 표적과 클러터를 구분하는 기법들의 단점을 보완하기 위하여 단일 핑 데이터의 표적 피크 영역에서 통계적 특징 정보를 이용하여 클러터와 표적신호를 구분한다. 실제 표적을 이용한 해상실험에서 성능을 검증하였으며 기존 대비 클러터가 약 80 % 이상 제거되는 것을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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• pp.299-304
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• 1999

시, 공간적으로 변하는 해양환경에서 선배열 소나의 성능예측 정보를 추출하기 위해서는 정밀 해양 DB (Data Base)와 함께 현장에서 실시간으로 측정한 해양자료의 연동이 필수적이다. 이러한 실시간 정보와 DB 정보를 융합하여 얻을 수 있는 정보들로는 전술적 운용상황, 근거리 환경소음 분포, 전파손실/탐지확률 분포, 그리고 음파의 전파 경로 등이 있다. 소나 운용자는 이들 정보로부터 최종적으로 전술상황을 판단함과 동시에 소나의 최적 운용 수심 및 방향을 권고할 수 있다. 국과연에서는 이러한 정보를 획득하기 위하여 음탐환경분석 S/W를 개발하였으며, 수차례의 해상시험을 통하여 그 성능을 검증하였다. 본 논문에서는 실시간 해양정보와 DB정보의 융합을 통하여 선배열 소나의 핵심 성능예측 기법인 전파손실/탐지확률 계산과 근거리 환경소음 계산을 수행하는 알고리즘을 제시한다. 아울러 S/W로 구현된 이들 기법들의 해상시험 결과도 제시하고자 한다.

• 한국음향학회지
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• 제36권5호
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• pp.300-304
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• 2017

원통형 소나 시스템에서 기존의 광대역탐지 기법으로는 인접한 표적을 분리 탐지하는데 한계가 있다. 본 논문에서는 방위분해능을 향상을 위해 상호상관을 이용한 광대역탐지 기법을 원통형 소나 시스템에 적용한다. 제안된 기법은 상호상관을 이용한 광대역탐지 처리 이전에 분리 빔형성을 이용하여 동일 지향방위의 좌.우 반 빔을 생성한다. 생성된 좌 우 반 빔간의 상관관계 결과를 방위 값으로 변환하여 표적의 방위를 추정한다. 시뮬레이션을 통하여 제안된 기법이 기존의 광대역탐지 기법보다 성능이 우수함을 검증하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.41-49
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• 2014

능동 합성개구면소나에 의한 해저부설 소형물체 탐지처리 기술은 공간적 제약을 받는 소형 무인화 시스템에서 짧은 센서어레이 사용이 가능하므로 개구면 합성처리에 의해 탐지성능을 올릴 수가 있다. 하지만 플렛폼의 정속도 직선기동에 의한 제한조건은 여러 가지 외부 환경요인과 정확한 위상차 합성 처리에 있어서 많은 오차를 유발하게 된다. 본 연구에서는 이러한 시스템에 탑재되는 능동형 합성개구면처리에 대한 적용 가능성을 분석하고, 전용 시뮬레이터를 구성하여 진행경로 변동에 의해 발생되는 위상차 부정합에 따른 탐지해상도 성능변화를 비교 검토하고자 한다. 시뮬레이션은 코히어런트 초점처리 모델에 경로변동 모듈을 추가하여 실행하였으며, 결과에서 알 수 있듯이 합성개구면처리에 의한 해저 소형물체 탐지성능은 플렛폼의 경로변동에 의한 위상차 부정합 및 S/N비 변화에 의해 많은 변화가 있음을 알 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제43권4호
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• pp.437-444
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• 2024

양상태 소나는 해양환경, 송·수신기의 위치(위도, 경도)와 수심에 따라 탐지성능이 크게 변동한다. 따라서 해양환경을 고려한 양상태 소나 최적 배치 연구가 필요하다. 본 연구에서는 동해 울릉분지 지역에서 공간적으로 분리된 수상함 2척에서 각각 단상태 소나와 양상태 소나를 운용하는 경우, 송·수신기의 위치와 수심을 최적 배치하는 알고리즘을 제안한다. 탐색구역 내 탐지가 가능한 면적을 최대화하는 송·수신기의 위치와 수심을 탐색하기 위해 입자 군집 최적화 알고리즘이 사용되었다. 본 연구에서 제안하는 알고리즘으로 배치를 수행한 결과, 모델 반복 횟수의 증가에 따라 탐지면적이 증가하였으며 수상함 2척의 송·수신기가 최적의 위치와 수심에 수렴하는 것이 확인되었다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권8호
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• pp.11-19
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• 2014

최근 능동 소나 시스템은 다중 목표물 탐지가 가능하도록 높은 거리 분해능을 얻기 위해 협대역 시스템에서 광대역 시스템으로 발전하고 있다. 하지만, 목표물 탐지 및 파라미터 추정 등의 성능 향상을 위해서는 광대역 신호처리가 요구되며, 이로 인해 연산량의 증가가 불가피하다. 본 논문에서는 hyperbolic frequency modulation (HFM) 펄스를 사용하는 광대역 능동소나 시스템에서 연산량의 증가를 최소화 하면서도 고속으로 목표물의 탐지 및 속도정보 추정을 할 수 있도록, 확장 레플리카를 이용한 광대역 HFM 탐지기 설계 방법을 제안한다. 모의실험을 통해 제안된 방법이 기존의 필터뱅크를 이용한 광대역 소나 탐지기법에 비해 탐지 및 도플러 추정에서 약간의 성능 열화가 있지만, 연산량 측면에서 매우 우수함을 보인다.