• 제목/요약/키워드: 음향후방산란신호

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수중 잔향음신호를 이용한 경계면 상태 역추정 알고리즘 (Inverse estimation of boundary characteristics by using underwater reverberation signals)

  • 김상균
    • 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.

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주파수 응답특성을 이용한 산란체 간격 추정 (Estimation scatterer spacing with spectral response)

  • 김은혜;윤관섭;나정열
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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    • pp.447-450
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    • 2002
  • 음향수조 내에 일정한 간격으로 배열된 단순 모양의 산란체들로부터 획득된 후방산란 신호를 분석하여 산란체 간격(scatterer spacing)을 추측 할 수 있는 방법을 연구하였다. 수신신호의 산란특성을 켑스트럼 피크(cepstral peaks)를 이용하여 산란체 간격으로 해석하였다. 임펄스 응답신호를 이용한 수치계산으로 산란체 간격 추정방법을 검증한 후, 수조 실험으로 획득한 후방 산란 신호에 적용해 그 결과를 비교해 보았다.

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퇴적층 구성 매질 및 표면 형태에 따른 후방산란 강도 측정 (Measurements of Backscattering Strength from Various Shapes of Sediment Surfaces and Layers)

  • 김형수;최지웅;나정열;석동우
    • 한국음향학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.78-87
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    • 2003
  • 고주파 (126-㎑) 음향 신호를 이용하여 퇴적층의 구성 매질 및 표면 형태에 따른 산란 신호 변화를 측정하였다. 퇴적층은 구성 매질에 따라 사니질 (sandy mud), 사질 (sand), 자갈 (gravel)의 세가지 경우와 이를 혼합한 경우로 하였으며, 표층 연흔 (ripple) 형태에 따라 연흔과 음파 진행방향이 직각을 이루는 경우 및 평행한 경우를 모의하였다. 평면입사각 변화 및 연흔 구성 형태에 따른 후방산란 강도는 평면입사각에 비례하여 증가하였으며, 연흔 형성 방향과 음파 진행 방향이 이루는 각이 작을수록 삼차원적인 측방산란이 강하게 나타났다. 연흔과 음파가 이루는 각이 증가할수록 후방산란은 증가하였으며, 지음향적 요소 외에도 연흔 형성과 방향에 음파 산란이 강하게 의존함을 알 수 있었다.

클로로폼 침적 유무에 따른 후방산란신호 측정 실험 및 분석 (Experiment and Analysis of Backscattering Signals According to Presence or Absence of Chloroform)

  • 서힘찬;최지웅;김용명;이문진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권spc호
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    • pp.18-22
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    • 2022
  • 저층 침적 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances)은 해저에 침적되는 위험·유해물질로 직접 및 광학 탐지 기법의 적용이 어렵기 때문에 수중에서 효과적인 음향 탐지 기법 적용이 요구된다. 본 연구에서는 저층 침적 위험·유해물질인 클로로폼(Chloroform)을 이용한 후방산란신호 측정 실험을 통해 저층 침적 위험·유해물질 음향 탐지 가능성을 확인하였다. 제작된 아크릴 수조 내에 지점토를 이용하여 웅덩이를 만든 후 Pan&Tilt를 이용하여 수평입사각을 90°에서 50°까지 0.5° 간격으로 변화시켜가며 클로로폼 유무에 따른 후방산란신호 측정이 수행되었다. 송수신기를 단상태로 주파수 200 kHz, 신호길이 25 ㎲인 정현파 신호를 이용하여 송수신하였으며, 클로로폼 유무에 따른 후방산란신호를 측정하였다. 클로로폼이 침적된 경우 수평입사각 약 80°이하에서 물과 클로로폼 경계면에서의 후방산란신호 수신준위가 작아지는 것이 확인되었다. 물과 클로로폼 경계면에서의 후방산란신호 측정된 결과를 통해 저층 침적 위험·유해물질 음향 탐지 가능성을 확인하였다.

잘피 서식지의 분포와 광합성에 의한 고주파 후방산란 특성 (Distribution of Seagrass (Zostera marina) Beds and High Frequency Backscattering Characteristics by Photosynthesis)

  • 윤관섭;라형술;나정열;이재혁
    • 한국음향학회지
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    • 제23권8호
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    • pp.562-569
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    • 2004
  • 연안에서 잘피 (Seagrass) 서식지의 분포와 광합성에 의한 후방산란 특성 관측을 위한 실험을 실시하였다. 해저면이니질로 구성된 잘피 서식지에서 수평입사각 및 방위각에 따른 음향신호를 획득하였으며, 120 kHa 정현파 음원을 이용하여 신호론 송수신 하였다. 잘피의 후방산란강도를 이용하여 수평입사각 및 방위각에 따른 잘피 서식지의 분포를 지도화 하였으며 서식지에 대한 후방산란강도 분포와 촬영을 이용한 실제 잘피의 서식지를 비교한 결과 비슷한 분포를 관측할 수 있었다. 또한 잘피의 광합성에 의해 생성되는 산소 공기방울의 음파산란을 분석하기 위해 주 야간별 잘피의 후방산란강도론 비교한 결과, 산소 공기방울의 음파산란 영향으로 인해 잘피 서식지의 분포관측에 차이가 있음을 확인하였다.

천해에서 이동음원으로 측정한 해저면 후방산란의 통계적 특성 (Statistical Characteristics of Bottom Backscattering by a Moving Source at a Shallow Water Site)

  • 박정수;정문섭;장덕홍;최재영;심태보
    • 한국음향학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.18-23
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    • 1996
  • 산란강도의 변동에 따른 통계적 특성은 능동소나의 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 주요 산란과정을 이해하는 측면에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 천해에서 측정한 해저면 후방산란 신호의 통계적 특성 분석에 대한 내용을 기술하였다. 천천히 움직이는 30kHz의 실험용 소나로 해저면에 대한 자료를 수집하였다. 신호의 진폭변화에 대한 시${\cdot}$공간 상관함수를 계산하였다. 또한, 넓은 빔과 좁은 빔 신호의 포락선에대한 분포함수와 오경보 확률을 계산하고, 이론 모델과 비교를 시도하였다. 분석 결과에서 이동음원에 의한 해저면 후방산란 변동의 통계적 특성은 고정된 음원의 경우와 다른 특징을 나타냈다.

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내만에서의 해수면 후방산란신호 특성 (Characteristics of Surface Backscattering Signal in the Coastal Bay)

  • 최지웅;나정열;조운현
    • 한국음향학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.46-53
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    • 2000
  • 내만은 잦은 선박통행, 인공구조물에 의한 쇄파 그리고 생물학적 활동으로 외해에 비해 공기방울의 생성이 활발하다. 따라서 공기방울의 생성과정과 분포형태가 주로 쇄파에 의존하는 외해의 특성과는 매우 다른 내만에서의 해수면 후방산란신호를 분석하였다. 해수면 후방산란신호의 입사각에 따른 변화, 해수면 부근에서의 잔향특성 그리고 산란신호의 주파수 확장폭 등을 외해의 산란신호 특성과 비교하였다. 내만에서의 표층 산란신호는 시간영역에서는 매우 불규칙한 진폭의 변화를 보이고 주파수 확장폭이 외해의 거친 해수면보다 더 크게 나타나고 있다. 소위 해수면 잔향신호의 진폭 분포는 기존에 알려진 Rayleigh 분포를 따르지 않고 있어 공기방울의 크기 및 수직분포가 외해와 비교, 매우 상이한 특성을 갖고 있음을 보여주고 있다.

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수중 초음파를 이용한 적조 플랑크톤의 후방산란 특성 (Characteristics of Backscattering of Harmful Algae Using Underwater Ultrasound)

  • 김은혜;복태훈;나정열;팽동국
    • 한국음향학회지
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    • 제24권8호
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    • pp.447-453
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    • 2005
  • 수중 초음파 (5, 10, 15 MHz)를 사용하여 적조 플랑크톤 Cochlodinium polykrikoides (식물 플랑크톤, 편모조류)의 후방산란 특성을 파악하기 위한 음향 실험을 실시하였다 적조 산란체의 적조주의보 (300 cells/a) 보다 적은 양의 개체 수 변화를 탐지하였고, 개체군 밀도와 후방 산란신호와의 상관관계를 시간영역에서와 주파수 영역에서 확인하였다. 또한, fluid-sphere model[1]을 이용한 이론적인 체적 산란강도를 계산하여 실측 체적 산란강도와 비교한 결과가 잘 일치하였다.

후방산란신호에 의한 Rayleigh 파의 속도측정 및 비파괴검사 (The Measurements of Rayleigh Velocity and the Non-Destructive Evaluation by Using Backscattering Signal)

  • 반천식;김장권;전계석
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.163-168
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    • 1989
  • 본 연구에서는 Rayleigh 임계각 근처에서 발생하는 후방산란신호를 검출 함으로써 탄성매질에서 Rayleigh 파의 속도를 측정하였다. Rayleigh 각을 측정하기 위한 회전시스템을 제작하였으며 스테인레스, 황동, 알루미늄, 구리샘플에 대해서 측정된 속도는 이론값과 좋은 일치를 보였다. 후방산란신호에 의한 비파괴검사 방법을 제시하였으며 IC 샘플내부에 대한 c-scan 음향이미지를 나타내었다.

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고주파 해수면 후방산란 신호 측정 (Measurements of High-frequency Sea Surface Backscattering Signals)

  • 최지웅;나정열;박경주;윤관섭;박정수;나영남
    • 한국음향학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.421-429
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    • 2002
  • 해수면에서의 음파산란 특성을 파악하기 위한 해수면 후방산란실험을 2000년 11월 동해시 연안에서 수행하였다. 평면입사각의 범위는 20°∼40°였고 주파수는 60 kHz였다. 실험해역의 풍속은 3 m/s, 해수면 거칠기는 1 m이하로 관측되었다. 분석된 해수면 후방산란강도는 경계면 산란강도 예측 모델에 비해서 높게 나타났으며 이러한 차이는 작은 평면입사각에서 더욱 크게 나타났다. 이러한 차이를 설명하기 위하여 해수면 부근의 공기방울층에 의한 산란 효과를 고려한 결과 실측치와 모델이 잘 일치하였다.