• 한국음향학회지
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• 제28권4호
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• pp.318-327
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• 2009

본 논문에서는 천해환경에서 근거리 광대역 음원의 3차원 위치추정 알고리즘을 제안한다. 음향 도파관 불변 이론에 따라 센서 스펙트로그램에 나타나는 간섭패턴의 기울기는 음원의 거리에 비례한다. 두 개의 센서 스펙트로그램에 나타나는 간섭패턴의 정합을 통해 음원과 두 센서간의 상대적인 거리비를 추정 하였다. 이를 아폴로니오스의 원에 적용하여 두 센서로부터 일정한 거리비를 가지는 음원의 궤적을 나타낸다. 3개의 센서를 이용하면 두 개의 아폴로니오스 원이 음원의 수평거리와 방위를 나타내는 교점을 형성하며 이는 음원의 수심에 대하여 일정하다. 따라서 음원의 깊이는 두 센서로부터 거리차가 일정한 3차원 쌍곡면의 방정식을 적용하여 최종 추정하였다. 제안된 알고리즘의 성능평가를 위하여 음파 전달 모델을 이용한 모의실험을 통해 위치추정 오차를 분석하였다. 모의실험 결과 음원의 거리에 대한 추정오차는 50 m이내, 깊이에 대한 추정오차는 15 m 이내인 것으로 나타났다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.187-190
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• 2004

본 논문에서는 연안에 서식하는 잘피(Zostera Marina)의 시공간적 분포와 생산성을 파악하기 위해 음향실험을 통한 분석을 시도하였다. 해저면이 니질로 구성된 잘피 서식지에 수평입사각 및 방위각에 따라 120 kHz 및 50 kHz 음원을 이용하여 송${\cdot}$수신 하였다. 수평입사각 및 방위각에 대한 수신 신호의 산란강도를 표현하였으며 그 분포양상이 실제분포와 유사한 경향을 보인다. 각 음원의 주${\cdot}$야간별 신호에서는 산란강도의 차이가 관측되었다. 이를 통해 잘피의 광합성에 의한 공기방울의 음파산란 영향에 대한 가능성을 확인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.768-768
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• 2011

선박/잠수함에 설치하는 소나(sonar)는 외부 해양 환경 및 유체 흐름을 위해 소나 돔을 설치하여 운용한다. 하지만 소나 돔 설치로 인해 핵심 기능인 음향신호 송/수신 기능 저하를 야기 시킨다. 따라서 소나돔을 설계시, 구조적으로는 수중 폭팔 등의 각종 하중으로부터 센서를 보호할 수 있도록 설계하고 음향적으로는 음파의 송수신 신호를 저하시키지 않는 재질을 고려하여 설계 및 제작을 하여야 한다. 소나돔에 의한 음향 손실을 최소화하기 위하여 설계 시, 소나돔음향창 시편을 통하여 음향신호가 이를 투과하면서 생기는 신호 왜곡 혹은 투과 손실 측정을 수행한다. 제한된 크기의 수조 시험장에서 투과 손실이 측정이 되는데, 음원 반사, 회절(diffraction) 등의 문제로 인하여 다양한 주파수 대역에서의 측정이 불가피 하다. 이때, 좁은 빔폭 (Beamwidth)을 갖는 Parametric array를 이용하여 음원 회절이 생기지 않는 범위 내에서 음향창 시편의 크기를 최소화 시킬 수 있으며 제한된 공간에서도 효율적으로 음향창 시편의 투과 손실을 측정 할 수 있다. 본 논문에서는 parametric array를 이용하여 음향창 시편의 크기를 최소화 하고 이를 이용하여 음향창 투과 손실을 측정하는 연구를 수행하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1996년도 제11회 수중음향학 학술발표회 논문집 11th Underwater Acoustics Symposium Proceedings
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• pp.45-50
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• 1996

천해에서 얻은 잔향음신호를 역추정 알고리즘으로 분석하여 자료수집 당시의 환경 변수인 해상풍의 세기와 해저면의 상태를 추정하는 방법에 대하여 기술하였다. 소오나 시스템과 잔향음신호 수집 당시의 환경 자료를 알고 있다면 음원에서 방사된 음파가 해수면에 처음 도달하는 시간과 수평입사각을 multipath eigenray model에 의해서 계산할 수 있고 이 정보를 이용하여 수신된 잔향음 신호를 분석하여 해수면에 의한 산란잔향음 준위와 시간을 계산할 수 있다. 해수면 후방산란강도는 수평입사각, 음원의 주파수, 해상풍의 세기 등에 의해 특징지어지며 계산된 잔향음 준위로부터 소오나 방정식을 이용하여 후방산란강도를 알아낼 수 있다. 이 후방산란강도를 입력자료로 하여 Method of Small Perturbation이론과 Chapman과 Harris가 유도한 실험식을 사용하여 입력된 값과 일치할 때까지 후방산란강도를 계산하여 이때의 환경변수를 찾아내었다. 한편 해저면 잔향음신호는 표준화된 후방산란강도값들의 PDF를 만들어 그 분포양상을 분석하였다. 본 논문에서 사용된 알고리즘의 검증을 위해서는 보다 다양한 환경하에서 실시된 많은 음향괸측자료를 필요로 한다.

• 한국음향학회지
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• 제36권3호
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• pp.179-185
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• 2017

본 논문에서는 수중에서 운용하는 임베디드 능동 음향탐지 시스템에 적용하기 위한 광대역 송신 전력 증폭기 설계/제작/시험 과정에서 발생된 문제를 분석하고 해결방안을 제시한다. 최근 수중음향 분야에서도 탐지 성능을 향상시키기 위해 광대역 소나(Sound Navigation and Ranging, SONAR) 신호처리 연구가 진행되고 있으며 이를 위한 광대역 수중음향 송수신 장치 개발이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템 특성상 복잡하지 않고 구현이 간단한 2 레벨 톱니파 형태의 Class D 급 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성 방식을 사용하여 광대역 수중음향 신호를 생성한 이후에, 송신 증폭기를 통하여 다양한 형태의 송신 파형을 재생하고 수중에서 실험을 하는 과정에서 두가지 이상의 주파수를 가진 소나 신호를 동시에 재생한 경우, 원신호에 두 신호의 주파수 차의 정수배만큼 더해진 기생 주파수가 나타나는 현상이 발생하여 원하지 않은 송신 음원이 재생되는 문제가 있음을 발견하였다. 이러한 문제점의 원인을 분석하기 위해 MATLAB 및 Simulink를 이용하여 송신 하드웨어 및 PWM 제어 과정을 모델링하고 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션을 통해 문제점을 재현하고 해결방안을 제시한다.

• 한국음향학회지
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• 제9권3호
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• pp.56-61
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• 1990

수중폭발음의 Energy spectrum 분석에 보다 정밀한 이론적 뒷받침을 하기 위하여 폭발음의 파형에 Gaussian formula를 도입하였으며 이 파형에 따른 Energy spectrum 모델을 새로이 유도하였다. Impulse formula를 이용한 Weston 모델이 낮은 폭발 에너지나 음원의 작동수심이 깊을 경우 이론적 모델로서 한계성을 갖는데 비해 이 모델은 이러한 조건에서도 실험결과와 잘 일치되고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2003년도 춘계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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• pp.80-82
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• 2003

어군의 음향에 대한 행동을 알아내는 것은 어업에 있어서 중요한 일로, 많은 어종의 청각특성을 파악하는 것이 필요하며 많은 연구자들이 다양한 실험방법으로 측정하여 왔으며, 그 결과 어류도 어느 주파수대의 음을 감지하는 능력이 있다든가 음원 방향을 탐지하는 능력을 가진다는 것 등이 밝혀지고 있다. 이처럼 어류의 청각능력을 어업생산에 응용하기 위한 하나의 시도로서 음과 사료에 의한 학습, 즉 수중음향을 이용하여 어군의 유집행동을 유발하고, 어군을 학습시켜 어군의 행동영역, 섭이행동 등을 제어하기 위해서는 어느 주파수의 음을 어느 정도의 음압으로 방성할 때 어류가 들을 수 있는지, 어떤 음이 학습음으로 가장 효과적인지, 어느 정도의 기간동안 학습을 시켜야 학습효과가 명확하게 나타나고 가장 오랜 동안 학습효과를 유지시킬 수 있는지 등을 구명하는 일이 매우 중요하나 이에 관해서는 참돔, 넙치, 연어, 송어 등 극히 일부의 어종에 대해서만 연구되고 있는 실정이다. (중략)

• 한국음향학회지
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• 제6권4호
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• pp.64-73
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• 1987

비균질한 천해에서의 저주파 수중음파의 전파 특성을 수치모델을 이용 분석하였다. 특히 전파매질의 비균질성이 독특한 대한해협의 겨울철 해수특성을 고려하여 음속의 수평변화, 저질두께 및 감쇠계수의 변화, 수심의 변화등 천혜의 독특한 환경 변화요인을 거의 망라한 경우를 모델로 삼았다. 음원과 수신기의 수심을 수면가까이에 둔 경우소위Mode function의 수심에 따른 특성에 의한 손실이 일반적인 손실원인보다 크게 나타났으며 Adiabatic approximation을 이용한 Mode coupling효과는 High Mode의 감쇠특성에 의해 천해에서의 모델 적용 가능성을 보여주었다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2000년도 추계수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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• pp.29-30
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• 2000

오늘날 수중가청음을 이용하여 어류의 유집과 구집에 많은 활용도를 보여주고 있다. 어류는 소리에 대하여 민감한 반응을 보이는데, 대표적으로 천적이 내는 소리에 의한 도피 행동, 같은 어류가 내는 식이음에 따른 색이 행동, 그리고 음원 주변에 모이는 유집 행동 등이 있다. 소리는 내는 어종들은 여러 수종이 알려져 있으며, 어류의 가청범위는 16∼13,000Hz 범위에서 가장 민감한 반응을 나타낸다고 한다.(전촌; 1977, 김;1981) (중략)

• 한국음향학회지
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• 제38권1호
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• pp.73-81
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• 2019

본 논문에서는 선박 수중방사소음의 셉스트럼(cepstrum) 분석을 이용한 음향역산법을 제안하였다. 셉스트럼 분석을 통해 수중 청음기에서 계측된 선박 소음으로부터 직접 도달파와 해수면과 해저면에서 반사파와의 간섭에서 기인한 음파의 다중반사 구조를 추출할 수 있다. 음향학적 역산은 계측 신호의 셉스트럼과 모의 신호의 셉스트럼을 비교하여 최적의 역산인자를 찾는 방식으로 구성되었다. 본 논문에서 제안된 역산기법을 대한해협에서 계측한 선박 수중방사소음 데이터에 적용하여 대상 선박의 음원중심과 수중청음기의 위치를 추정하였다.