• 한국음향학회지
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• 제22권6호
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• pp.496-504
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• 2003

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 빔 패턴 오차의 허용범위를 만족하는 개별소자의 허용오차를 분석하였다. 기존의 수치적 통계방법은 배열소자의 개수증가에 따라 계산량이 증가하는 문제점이 있고 이를 보완하기 위해 제안된 Monte-Carlo 방법은 낮은 정밀도와 빔 패턴 합성으로의 확장이 어렵다는 한계점을 가지고 있어 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 유전자 알고리즘을 이용한 소나 배열 소자의 허용오차 분석법을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 이용하여 1차원과 2차원 배열에서 주어진 빔 패턴 오차 허용범위를 만족하는 각 소자별 허용오차 범위를 분석하였고 모의실험을 통하여 소나 배열 소자의 허용오차 범위가 타당함을 검증하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.471-474
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• 2004

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 소자간의 상호결합이 고려된 경우 빔 패턴 오차의 허용범위를 만족하는 개별소자의 허용오차를 분석하였다. 소나 배열을 통한 빔 패턴은 개별소자에 인가되는 가중치 뿐 아니라 소자간의 방사임피던스 즉 자기방사 임피던스와 음원 상호간의 음향적 간섭에 의한 상호방사 임피던스에 따라 달라진다. 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 상호결합이 있는 경우에 대해 1 차원과 2 차원 배열에서 주어진 빔 패턴 허용 범위를 만족하는 각 소자별 허용오차 분석하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.155-158
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• 1998

본 논문에서는 2차원 평면 배열에서 소자들간의 간섭 영향을 빔 설계 기법을 제안한다. 실제적으로 빔을 구현할 때, 소자간 간섭이 전체 빔 패턴을 변화시키게 되어 성능을 저하시킬 수 도 있다. 따라서 보다 정확하게 빔을 설계하기 위해서는 소자간의 간섭 영향을 고려한 빔 설계 기법이 필요하게 된다. 본 논문에서는 특성을 알고 있는 소자로 구성된 평면 배열에서 다른 소자에 의한 간섭을 예측한 후 이것을 각 소자의 가중치에 포함 시켜 원하는 사양의 빔을 설계할 수 있도록 한다. 빔 설계방법으로는 선형 최소자승법을 이용하여 빔의 부엽준위의 위치와 크기를 변화시키면서 원하는 조건의 빔 가중치를 얻어내는 알고리듬을 도입하였다.

• 한국음향학회지
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• 제41권6호
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• pp.637-646
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• 2022

임의의 곡면 배열에서 단위 빔 형성에 사용되는 부배열은 조향 방위마다 기하학적 형상이 다르다. 이 때문에 조향 방위 별 부배열의 빔 패턴은 항상 균일하지 않다. 본 논문에서는 볼록 최적화를 이용한 빔 형성 기법을 곡면 배열에 적용하고, 조향 방위별 빔 성능의 균일성이 향상되는 것을 보였다. 시뮬레이션은 절단 구면 형상의 곡면 배열에 대해 수행되었다. 고각 3 dB 빔 폭의 표준 편차가 크게 감소하였으나 반대급부로 지향 지수도 감소하는 것을 관찰했다. 이를 완화시키기 위한 하나의 방법으로 쉐이딩 함수를 이용한 최적화 기법을 제안한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제9권2호
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• pp.26-33
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• 2006

A sonar dome is basically designed and installed to protect sonar array from shocks, sea wave slaps and floating matters. The acoustic wave passing through sonar dome, however, can be distorted in magnitude and phase. This paper presents a numerical method for predicting the steady-state sound pressure on the surface of transducer array in the sonar dome and typical results of sonar beam pattern affected by sonar dome. A beam tracing model with phase information and a multi-layered elastic boundary model are involved. A full three-dimensional sonar dome is modeled as a GRP acoustic window, a rubber coated steel baffle and a rubber coated steel hull. A transducer array is modeled as thick steel cylinder. There are some assumptions such as incidence of plane wave, specular reflection on boundary and directionality of transducer element.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.593-600
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• 2017

본 논문에서는 배열안테나의 패턴을 측정하기 위한 배열안테나와 기준 신호원 사이의 거리에 따른 방향탐지, 간섭제거, 빔형성 성능을 분석한다. 배열안테나는 무선통신, 레이더, 소나 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이러한 배열안테나를 사용하기 위해서는 배열안테나의 패턴을 알고 있어야 하며, 배열안테나의 패턴은 무반향 챔버에서 측정을 통해 얻을 수 있다. 하지만 무반향 챔버의 크기는 제한적이기 때문에 거리에 따른 측정 오차가 발생하게 된다. 이는 배열안테나를 사용하는 방향탐지, 간섭제거, 빔형성의 성능 저하를 유발시킨다. 본 논문에서는 컴퓨터 모의실험을 통해서 배열안테나 패턴 측정 거리에 따른 방향탐지, 간섭제거, 빔형성 성능을 분석하여 결과를 제시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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• pp.43-46
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• 1999

소나 array의 기능을 최대로 활용하기 위한 다양한 기법들이 논의되고 있다. 기존에는 지향성을 최대화하거나 제한조건을 갖는 빔 형성 기법들이 연구되었다. 그러나 이러한 연구들은 대부분 등간격 선형 array문제에 적용되었다. 본 논문에는 이러한 기법을 Conformal array에 응용한 후에 발생하는 문제점에 대해 고찰하고, 이에 따른 해결책으로 보상된 가중 벡터를 적용하여 원하는 빔 패턴을 형성하는 방법을 제시한다.

• 한국음향학회지
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• 제40권4호
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• pp.391-399
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• 2021

곡면 배열 센서는 빔의 지향 방위에 따라 부 배열이 구성된다. 여기서 부 배열의 센서 선택 방법에 따라 곡면 배열 센서의 성능이 달라질 수 있다. 또한, 곡면 배열 센 서는 형상의 특성으로 인해 빔 지향 방위에 따라 부 배열의 형상이 달라진다. 따라서 빔 지향 방위에 따라 지향지수, 빔 폭 등의 성능이 달라진다. 그러므로 센서 선택 방법을 선택할 때, 빔 지향 방위에 따라 달라지는 지향지수, 빔폭 등의 성능을 고려해야 한다. 본 논문에서는 각 단일 센서의 위치 벡터가 기준인 부 배열을 선택하는 방법과 센서 빔의 지향 벡터가 기준인 부 배열을 선택하는 방법을 사용하였다. 두 가지 방법에 대해 빔 지향 방위별 지향지수와 수평 및 수직 빔 폭의 평균과 분산을 비교 분석하였다. 또한, 두 방법에서 사용되는 센서 수를 고정 하여 비교 분석하였다. 센서 수를 고정하지 않았을 때는 센서 빔의 지향 벡터 기준 방법의 성능이 대부분 높았으나 수직 빔 폭의 성능은 낮거나 비슷하였다. 하지만 센서 수를 고정하였을 경우, 두 방법 모두 성능은 비슷하나 지향 방위별 성능 분산은 줄어들었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.21-33
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• 2020

본 연구에서는 무인잠수정의 효과적인 대잠전 수행을 위해, 시나리오 기반의 무인잠수정 소나 센서 배열 선정을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 먼저, 대잠전 분야에서 무인잠수정의 임무 및 운용개념을 분석하고, 가장 주요한 임무 중 하나인 위험제어(Hold at Risk)를 시뮬레이션 시나리오로 선정하였다. 다음으로, 시뮬레이터 구성요소 모델을 위하여, 플랫폼별(무인잠수정, 표적 잠수함) 운동모델, 음향모델 및 환경모델을 제시하였다. 특히 음향모델에서는 센서 배열에 따른 빔패턴을 기반으로 수동 소나방정식을 이용하여 탐지여부를 판단하였다. 또한, 표적의 방위 및 고각 추정을 위하여 진폭기반 방위 추정법과 위상 모노펄스 추정기법을 각각 적용하였다. 개발된 시뮬레이터를 통해 센서 배열 변화에 따른 결과의 경향성이 기본적인 빔패턴 이론과 일치하는 것을 보여주며, 다양한 시나리오에 대한 적용 가능성을 시사한다.

• 한국음향학회지
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• 제20권5호
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• pp.83-91
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• 2001

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.