• 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.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.15-28
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• 2016

수중환경에서 운영되는 무기체계 획득을 위한 설계/개발을 진행하기 위해 수중음향채널 모델링 및 시뮬레이션을 통한 분석은 필수적이다. 일반적으로 수중음향채널 분석을 위해 사용되는 수중음향 전파 수치해석 모델은 음선이론 법, 정규방식 법, 포물선방정식 법, 파수적분 법이 있으나 다중 주파수 분석일 경우 유효성과 신호처리 및 분석에 제한적이다. 본 논문은 단일 및 다중 주파수 분석 및 신호처리 및 분석이 용이한 기존 의사 스펙트럼 시간영역 법 수중음향 수치해석 모델에 수중환경 소음 모델을 적용하여 실제 수중환경과 유사한 합성환경 수중음향채널을 모델링 하였다. 이렇게 구현된 합성환경 수중음향채널 모델의 유효성을 확인하기 위해 단일 주파수 신호 시나리오 4가지 다중 주파수 신호 시나리오 4가지 및 잠수함 기동에 따른 방사소음 분석 시나리오 시뮬레이션을 통해 의사 스펙트럼 시간영역 법 합성환경 수중음향채널 모델 유효성을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제19권4호
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• pp.16-22
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• 2000

본 연구에서는 오차분산을 명확하게 표현하지 못하는 협대역 수중음향 측정체계의 측정성능 및 운용성을 설계 단계에서 사전 예측할 목적으로, 신호대잡음비에 따른 신뢰도 기반의 협대역 측정정확도 예측 기준을 제안한다. 제안 기준에서 신호의 평균과 분산은 신호의 샘플 개수와 신호대잡음비에 의해 표현된다. 본 논문에서는 편향된 환경에서 수중음향을 분석하는 경우와 배경소음을 사전 예측하여 측정음향에서 제거시키는 경우에 대하여 협대역 수중음향 측정성능 예측을 제안 기준에 의해 시뮬레이션하고 그 결과를 고찰한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.810-816
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• 2011

기존의 수중음향통신모뎀은 상용 제품들을 기반으로 개발되어 수중음향통신모뎀의 기능 및 성능 구현은 가능하지만 개발 시스템을 제품화하기에는 시스템의 크기나 개발 비용 등에서 단일 플랫폼으로의 시스템 구현이 필수적으로 요구되었다. 따라서 본 논문에서는 수중음향통신모뎀의 단일 하드웨어 플랫폼을 구현함에 있어 중요한 역할을 하는 신호처리 모듈을 TigerSHARC DSP 프로세서를 이용하여 설계 및 구현하고자 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.258-261
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• 2010

기존의 수중음향통신모뎀은 상용 제품들을 기반으로 개발되어 수중음향통신모뎀의 기능 및 성능 구현은 가능하지만 개발 시스템을 제품화하기에는 시스템의 크기나 개발 비용 등에서 단일 플랫폼으로의 시스템 구현이 필수적으로 요구되었다. 따라서 본 논문에서는 수중음향통신모뎀의 단일 하드웨어 플랫폼을 구현함에 있어 중요한 역할을 하는 신호처리 모듈을 TigherSHARC DSP 칩을 이용하여 설계 및 구현하고자 한다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.179-182
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• 2004

수중음향통신을 위한 빔형성 알고리듬은 수중음향통신 신호가 상대대역폭(대역폭에 대한 반송주파수 비)이 큰 광대역 신호 특성을 고려해야한다. 우리는 본 논문에서 위상동기식 디지털 수중음향통신을 위한 협대역 신호 가정을 하지 않은 기저대역 배열 신호 모델을 유도하고 RLS 알고리듬을 이용하여 가중치를 갱신하는 FTR 필터 구조의 광대역 적응 빔형성 알고리듬에 대해서 전산 모의실험을 통하여 FIR 필터 길이, tap간 간격 등과 같은 최적의 FIR 필터 파라미터를 제시하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1997년도 춘계학술대회논문집; 경주코오롱호텔; 22-23 May 1997
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• pp.513-517
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• 1997

수중음향 센서로서 감도가 높고 제작이 비교적 용이한 광섬유 하이드로폰은 근래에 미국 및 유럽 등지에서 활발히 연구 개발되고 있다. 본 논문에서는 알루미늄 맨드릴에 150 m 길이의 광섬유를 감아 광섬유 하이드로폰을 제작하였다. 광섬유 하이드로폰의 음향 감지 성능을 보기 위하여 Mach-Zehnder형 광간섭계를 구성하고 신호 안정화를 위하여 3 * 3 광결합기를 이용하였으며 이것을 음향수조에서 실험을 하였다. 음향신호의 주파수를 2kHz로 구동하였을 때 제작된 광섬유 하이드로폰은 음향신호를 안정적으로 감지함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제33권5호
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• pp.273-281
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• 2014

본 논문은 수온약층이 존재하는 제주도 근처 천해역 환경에서 획득한 수중음향 실험 데이터를 이용하여 장거리 신호 전달에 수온약층이 미치는 영향을 분석한 결과를 제시한다. 제주도 인근 해역에 서 장기간 측정된 한국해양자료센터의 수온 및 염분 관측자료는 계절에 따라 수온약층이 형성되는 것을 보여주며, 수온약층이 형성되는 시기에는 음향 신호가 해저면 방향으로 굴절하며 전파되므로 해저면에서의 반사 손실이 장거리 전파에 매우 큰 영향을 가진다. 본 연구에서는 2013년 5월에 수행한 제주 음향 통신 실험 (JACE13) 데이터를 이용하여, 수온약층이 존재할 때의 해저면 반사 손실을 추정하였다. 추정된 반사 손실은 약 3 dB 미만의 손실 값을 가지는 것으로 나타났으며, 수신기의 수심이 깊을수록 수신 신호 준위가 높게 나타났다. 이는 수온약층이 형성되는 천해역 환경에서는 수온약층 아래의 음향 트랩핑이 장거리 신호 전달의 주요 경로가 될 수 있음을 보여준다.

• 한국음향학회지
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• 제24권8호
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• pp.454-461
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• 2005

수중음향채널의 다중경로에 의한 수신신호의 지연확산은 ISI (Inter-Symbol Interference)를 유발하여 수중음향 통신시스템의 성능을 저하시킨다. 본 연구에서 적용하는 수동 페이저 컨쥬게이션 기법은 신호대 다중경로 간섭 신호비를 크게 하여 다중경로에 의한 주파수 선택성을 경감시켜 ISI를 줄이는 다이버시티 통신기법이다. 신호 대 다중경로 간섭신호비의 개선과 이에 따른 주파수 선택성은 수동 페이저 컨쥬게이션에 적용하는 수신기 배열의 배열 센서 개수, 송수신기의 상대운동에 의해 좌우되며, 따라서 비트 오류특성이 결정된다. 본 연구에서는 이들의 특성을 수치모의 실험으로 해석하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1996년도 영남지부 학술발표회 논문집 Acoustic Society of Korean Youngnam Chapter Symposium Proceedings
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• pp.51-55
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• 1996

수중에서 가청 주파수 대역에서 평탄한 수중음향 방사체의 제작을 목적으로 두고 사전 조사로서 알루미늄 진동판과 혼스피커 유니트를 이용하여 수압에 대한 영향과 구동전기계의 절연 문제들을 고려하여 설계 및 제작하였다. 수조와 해양이 20m수심층에서 음향신호의 방사실험결과는 본 연구에서 설계.제작된 수중음향 방사체가 수압의 영향을 받으므로 이 영향을 고려하여 스피커의 후면에 설치한 공기주머니의 공기량에 따라 음향특성이 다르게 나타남을 확인할 수 있었다.