• 제목/요약/키워드: 수중 표적탐지

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Target detection method of the narrow-band continuous-wave active sonar based on basis-group beamspace-domain nonnegative matrix factorization for a reverberant environment (잔향 환경을 위한 기저집단 빔공간 비음수 행렬 분해 기반의 협대역 지속파 능동 소나 표적 탐지 기법)

  • Lee, Seokjin
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제38권3호
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    • pp.290-301
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    • 2019
  • The proposed algorithm deals with a detection problem of target echo for narrow-band continuous-wave active sonar in the underwater environment in this paper. In the active sonar systems, ping signal emitted for target detection produces a signal that consists of multiple reflections by many scatterers around, which is called reverberation. The proposed algorithm aims to detect the low-Doppler target echo in the reverberant environment. The proposed algorithm estimates the bearing, frequency, and temporal bases based on beamspace-domain multichannel nonnegative matrix factorization. In particular, the bases are divided into two basis groups - the reverberation group and the echo group, then the basis groups are estimated independently. In order to evaluate the proposed algorithm, a simulation with synthesized reverberation was performed. The results show that the proposed algorithm has enhanced performance than the conventional algorithms.

선박방사소음의 측정및 평가방법

  • 윤종락
    • Journal of KSNVE
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    • 제8권2호
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    • pp.232-238
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    • 1998
  • 선박 방사소음은 군사적 목적의 수동소나가 탐지대상으로 하는 수중음향 표적이라 할 수 있다. 따라서 수동소나 운용자는 대잠전 수행이전에 다양한 선박들에 대한 방사소음을 측정, 분석하여 개별 선박 고유의 음향 특징을 수집함으로써 실전 상황에서 미지 선박이 탐지되는 경우 이들 자료를 식별의 기초자료로 활용하고자 한다. 또한 새로운 수동소나의 개발자나 스텔스 능력의 선박 설계자 역시 선박방사소음 특징자료를 필요로한다. 본 글은 선박방사소음의 발생기구, 측정시스템 및 측정자료의 분석 평가 기술을 연구분석한 내용이다.

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함정 음향 시험평가 기술 현황

  • Kim, Jong-Chul;Son, Kwon;Lee, Pil-Ho
    • Journal of KSNVE
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    • 제12권6호
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    • pp.429-436
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    • 2002
  • 함정에 있어서 수중 표적의 탐지나 식별, 피탐 위험으로부터 회피 등은 함정의 생존성과 직결되는 사항으로 방사소음을 최소화하는 함정 음향 스텔스가 중요한 요소이다. 함정의 음향분야 시험평가 결과는 신조함정의 기준 만족도 평가뿐만 아니라 음향식별 정보추출/DB구축, 소음통제 방안설정 및 피탐지 위험성 평가 등 전반적인 음향작전 능력 향상에 활용되고 있다.(중략)

Underwater Target Information Estimation using Proximity Sensor (근접센서를 이용한 수중 표적 정보 추정기법)

  • Kim, JungHoon;Yoon, KyungSik;Seo, IkSu;Lee, KyunKyung
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • 제52권5호
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    • pp.174-180
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    • 2015
  • In this paper, we propose the passive sonar signal processing technique for estimating target information using proximity sensor. This algorithm is performed by single sensor which is constituted underwater sensor network and has a hierarchical structure. The estimated parameter is the velocity, the depth, the distance and bearing at CPA situations and we can improve the accuracy of signal processing techniques through having a hierarchical structure. We verify the performance of the proposed method by computer simulation and then we check the result that 20% error can be occurred in maximum detectable range. We also confirm that proposed method has the reliability in the actual sea environment through the sea experiment.

Intelligent Range Decision Method for Figure of Merit of Sonar Equation (소나 방정식 성능지수의 지능형 거리 판단기법)

  • Son, Hyun Seung;Park, Jin Bae;Joo, Young Hoon
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • 제23권4호
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    • pp.304-309
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    • 2013
  • This paper proposes a intelligent approach on range decision of figure of merit. Unknown range of the underwater target and the non-fixed signal excess make the uncertainty for the tracking process. Using the input data of signal excess related to the range, we establish the rule of the fuzzy set and the original data acquired by sonar can be transformed to the fuzzified data set. To reduce the error arisen from the unexpected data, we use the new data transformed in fuzzy set. The piecewise relations of the min value, max one, and the mean one are calculated. The three values are used for the expected range of the underwater target. By analysing the fluctuation of the data, we can expect the target's position and the characteristics of the maneuvering. The examples are presented to show the performance and the effectiveness of the proposed method.

Target Doppler Detection for Active Sonar in Multipath Environment (능동 소나에서 다중경로를 고려한 표적 도플러 검출)

  • Jin Hae-Dong;Yun Kyung-Sik;Park Do-Hyun;Lee Kyun-Kyung
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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    • pp.277-280
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    • 2000
  • 수중환경에서 표적의 탐지 성능을 향상시키기 위하여 능동 소나에서는 높은 시간-대역폭곱의 파형들을 사용하며 대표적인 것으로 LFM 펄스를 들 수 있다 LFM 펄스를 사용하여 표적까지의 거리와 표적의 속도를 추정하는 방법으로는 모호함수를 사용하는 방법과 deconvolution 방법 및 FR-기반 기법 등이 있다. 이러한 기법중 모호함수 사용 방법과 deconvolution 방법은 능동 소나의 운용 주파수 대역에서 많은 연산량이 요구되므로 실제 시스템에 적용하기에는 제약을 받는다. 그리고 다른 기법에 비해 적은 연산량을 가지는 FFT-기반 상관관계 기법은 실제 시스템에 적용이 가능하지만 다중경로에 의한 성능 저하를 가지고 있다. 본 논문에서는 적은 연산량을 가지는 FFT-기반 기법을 보완하여 다중경로에 적용 가능한 새로운 탐지기를 제안한다.

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Estimation of target distance based on fractional Fourier transform analysis of active sonar linear frequency modulation signals (능동소나 linear frequency modulation 신호의 fractional Fourier transform 분석에 기반한 표적의 거리 추정)

  • Hyung, Sungwoong;Park, Myungho;Hwang, Soobok;Bae, Keunsung
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제35권1호
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    • pp.8-15
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    • 2016
  • As a generalized form of the conventional Fourier transform, fractional Fourier transform (FrFT) can analyze a signal at intermediate domain between time and frequency domains with a transform order ${\alpha}$. Especially, FrFT has a number of advantages in the analysis of LFM (Linear Frequency Modulation) signals due to its robustness to noise. In this paper, we have proposed a new method to detect and estimate the distance of the target from the FrFT spectrum of the received echo signal. Experimental results have validated the proposed method, and shown that reliable target distance could be estimated in noise and reverberation environments.

Analysis of acoustic scattering characteristics of an aluminum spherical shell with different internal fluids and classification using pseudo Wigner-Ville distribution (구형 알루미늄 쉘 내부의 충전 유체에 따른 수중 음향 산란 특성 분석 및 유사 위그너-빌 분포를 이용한 식별 기법 연구)

  • Choo, Yeon-Seong;Byun, Sung-Hoon;Kim, Sea-Moon;Lee, Keunhwa
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제38권5호
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    • pp.549-557
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    • 2019
  • The acoustical scattering characteristics of a target are influenced by the material properties and structural characteristics of the target, which are critical information for acoustic detection and identification of underwater target. In particular, for thin elastic target, unique scattered signals are generated around the target by the Lamb wave. In this paper, the results of scattered signal measurement of aluminum spherical shell in the water tank using the stepped frequency sweep sine signal are presented. In particular, the scattering of the water-filled aluminum spherical shell is compared with that of the air-filled one both theoretically and experimentally. The difference of the scattered signals are analyzed using the pseudo Wigner-Ville distribution in terms of average frequency, frequency distribution, and energy of the scattered signal. The result shows that all observed parameters increased when the aluminum sphere was water-filled, and it is well matched to the theoretical expectation.

Self-noise Cancellation in the Passive Sonar System (수동 소나 시스템에서 자체 잡음 제거)

  • 박상택
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 한국음향학회 1991년도 학술발표회 논문집
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    • pp.117-121
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    • 1991
  • 본 논문은 견인선(tow-ship)에서 발생하는 자체 잡음을 제거하여 수중 신호처리 시스템에서 표적 탐지(target detection)와 표적 식별(target identification) 등의 성능 향상을 위하여 표적 방향으로 형성된 빔의 출력을 원시 입력신호(primary input)로 사용하고 견인선 방향으로 형성된 빔의 출력을 참고 입력신호(reference input)로 사용한 적응 잡음 제거기(adaptive noise canceller)에 대해 연구하였다. 잡음 제거를 위해 사용되는 계수들은 LMS(Least Mean Square) 알고리듬을 이용하여 조정하였다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 TDL(Tapped-Delay Line) 구조와 LAT(LATtice) 구조를 갖는 적응 잡음 제거기 성능을 여러 가지 환경에서 비교, 관찰하였다. 두 알고리듬을 사용할 경우, 자체 잡음이 어떠한 형태로 나타나더라도 제거시킬 수 있음을 보여 주었으나 고유값 분포율(eigenvalue spread ratio)이 큰 경우에는 LMS-LAT가 LMS-TDL보다 수렴 속도뿐만 아니라 성능면에서도 우수함을 보였다.

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Array Gain Improvement of Triple Line Array System Using Inverse Beamforming (역 빔형성기를 이용한 3중 선배열 시스템에서의 어레이 이득향상)

  • 오효성;강성현;김의준;고정태;김용득
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • 제10권5호
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    • pp.786-795
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    • 1999
  • To detect the precise of arrival of target signal in real ocean environments, Inverse beamformnig(IBF) solutions to the Inverse beamforming integral equation are surveyed theoretically and the performance properties of the IBF are analyzed with simulations. IBF-Cardioid beamforming algorithm is proposed for port/starboard discrimination and the performance gains are studied with simulations. It is shown that IBF has a 3 dB array noise gain advantage over CBF under ideal conditions. This 3 dB array noise gain advantage is proven by theocratical studies and simulations. This array noise gain advantage leads to a minimum detectable level advantage for IBF output compared with CBF output. The fact that the IBF beamwidth is narrower than the CBF beamwidth by a factor of 0.68 proves the performance of detection and spatial resolution improvement. Comparing the simulation results of IBF-Cardioid beamforming and Conventional Cardioid beamforming, it is shown that IBF-Cardioid beamformer have performance enhancement in minimum detection level, detection accuracy and resolution.

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