• 한국음향학회지
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• 제37권4호
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• pp.188-195
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• 2018

본 논문은 기존 선배열센서에서 발생하는 좌/우 구분 모호성을 해결하기 위해 저주파 대역에서 좌/우 구분이 가능한 지향성배열센서 구조 및 신호처리 방안을 제안한다. 지향성배열센서는 기존 음향배열센서에 지향성을 가지는 DIFAR(Directional Frequency Analysis and Recording)배열센서를 추가 확장한 선배열센서 구조이며, 음향배열센서의 빔형성 결과와 DIFAR배열센서의 빔형성 결과를 융합/처리하는 신호처리 구조를 가진다. 이러한 지향성배열센서는 좌/우 구분이 가능한 기존의 이중 선배열센서와 비교하여 낮은 신호 대 잡음비 및 저주파수 대역에서 높은 좌/우 구분 성능을 나타낸다.

• 한국음향학회지
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• 제35권5호
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• pp.403-409
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• 2016

전방향 센서를 이용하는 선배열 센서의 경우, 음원의 방향이 원추각의 형태로 결정되어지므로 좌 우 구분모호성이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 운용적인 방법과 센서 배열의 구조적인 방법에 대한 연구가 진행되었다. 최근에는 음향 벡터 센서 기반의 연구가 이루어지고 있으며, 본 논문에서는 음향 벡터 센서 기반의 빔형성 기법에서 발생하는 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능에 대하여 분석하였다. 음향 벡터 센서는 하나의 전방향 센서와 세 개의 지향성 센서로 구성되며, 세 개의 지향성 센서는 서로 수직 방향의 속도성분을 측정한다. 이때 센서 배열의 뒤틀림에 따른 지향성 센서 축의 정보가 정확하지 않으면 잘못된 방향의 신호를 인가하여 빔형성 기법의 성능저하가 나타난다. 따라서 센서 배열의 뒤틀림에 따른 좌 우 구분 성능저하를 분석하고 보상을 통한 빔형성 기법의 성능향상을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.1116-1120
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• 2010

본 논문에서는 고감도 EM 센서용으로 적용되는, 고이득의 소형 마이크로스트립 배열 안테나 구조를 제안하였다. 안테나의 동작 주파수는 24 GHz 대역이며, 안테나의 기본 구조는 배열 중간에 급전점이 위치하고 급전점으로부터 체피세프(Chebyshev) 다항식에 의한 대칭적인 패턴을 갖는다. 또한, 배열 안테나의 양 측면에 빔 폭 가변을 통하여 지향성을 증가시키기 위한 측면 날개를 부가함으로써 배열의 크기를 확장하지 않고 안테나의 이득을 향상시켰다. 또한, 본 구조를 사용하는 경우, 안테나의 동작 주파와 부엽 레벨(side-lobe level)은 이득과 관계없이 그대로 유지되었으며, 면밀한 측정을 통하여 설계 결과를 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권7호
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• pp.31-36
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• 2001

수동 소나 시스템에서는 신호대 잡음비의 향상, 표적의 방위 탐지 및 위치 데이터 산출, 간섭신호 제거 등을 위하여 지향성 빔을 만들어 사용한다. 주변환경이 복잡한 해양에서 저소음의 표적을 원거리에서 탐지하기 위해서는 지향성 빔의 특성을 향상시킬 필요가 있다. 본 논문에서는 선형으로 배열된 센서에서 각 센서 쌍들의 상호상관 행렬을 이용한 SCCBF (Spatial Cross Correlation Beamforming) 알고리즘을 제안하였다. 이상적인 조건하에서 제안된 SCCBF는 기존의 CBF (Conventional Beamforming)에 비해 배열 이득이 3 dB 이상 향상되고 표적의 탐지 방위 정확도를 나타내는 빔 폭이 CBF보다 0.5배 정도가 됨을 이론적으로 검증하고, 시뮬레이션을 통하여 이를 입증하였다. 또한 제안된 알고리즘을 적용한 선배열 수동 소나 시스템의 해상 시험 결과를 제시하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.377-380
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• 2000

도플러 로그용 센서를 이용하여 선박의 속도를 측정하면, 선박의 수평방향 이외의 움직임, 즉 핏칭이나 롤링 등에 의한 측정 속도의 부정확성이 문제가 된다. 본 연구에서는 이러한 핏칭과, 수중이라는 환경요인에 기인하여 다른 속도 측정용 센서들이 가지는 문제점을 극복할 수 있도록 진동판을 수평축에서 일정한 각을 가지도록 두 개 또는 네 개를 등 간격으로 배열한 야누스형 초음파 트랜스듀서를 개발하였다. 트랜스듀서 개발을 위하여 그 작동 구조를 해석하고 그에 따라 시제품을 제작한 후, 실험적인 성능 평가를 수행하였다. 시제작된 초음파 트랜스듀서는 지향성 및 감도가 우수하고, 대역폭이 넓은 성능을 가지고 있어, 실제 선박에 장착되어 도플러 로그용 초음파 트랜스듀서로 사용될 수 있는 가능성이 확인되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.536-542
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• 2020

본 논문에서는 광대역 지향성 방사패턴을 가지는 자연에서 영감을 얻은 새싹 모양 안테나를 제안한다. 모션감지 센서 응용을 위해 넓은 빔폭을 가지는 새싹 모양의 기울어진 방사체를 설계하였다. 확장된 잘려진 접지면을 반사기로 작용하도록 하여 지향성 방사패턴을 가지도록 하였다. 평형 방사체를 급전하기 위하여 우수한 진폭 및 위상 평형도를 가지는 광대역 발룬을 활용하였다. 제안된 안테나는 8.5에서 14.5 GHz의 넓은 주파수 대역폭과 넓은 빔폭을 가졌으며, 방사 효율은 90% 정도이었다. 측정된 이득은 4에서 5dBi이며, 전후방비는 10~20dB이었다. 제안된 안테나는 광대역 넓은 빔폭과 지향성 방사패턴을 요구하는 이미징 센서, 위상 배열 시스템 및 레이더 등에 활용될 수 있음을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제34권3호
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• pp.200-209
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• 2015

수중 음향 감시 체계는 하이드로폰 배열을 이용하여 적함을 실시간으로 탐지하고 그 위치를 추적하는데, 해저 고정형 센서 배열은 이러한 감시 체계에 있어 중추적 역할을 수행한다. 본 연구에서는 천해 환경을 고려한 해저 고정형 원통형 하이드로폰 배열의 개념 설계를 유한요소해석을 통하여 수행하였다. 해양 배경 소음 하에서의 수신 특성 안정화를 위하여 금속 차단막을 이용한 배경 소음 스펙트럼 준위의 백색화 기법을 제안하였고, 배열 형상 최적화를 통하여 고각 및 방위각 방향의 지향성을 확보하였다. 나아가 소나돔의 형상과 재질에 따른 구조 진동 및 음향 산란 특성을 고찰하였다. 배경 소음 준위의 백색화, 배열 형상 최적화 및 소나돔의 음향적 투명화를 통하여, 해당 주파수 범위에 걸쳐 4 dB 이내의 감도 편차를 갖는 강건한 수신 특성의 하이드로폰 배열을 도출할 수 있음을 보였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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• pp.177-180
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• 2000

소나 시스템에서는 신호 대 잡음비의 향상, 표적의 방위탐지 및 위치 데이터 산출, 간섭신호 제거 등을 위하여 지향성 빔을 만들어 사용한다. 본 논문에서는 선형으로 배열된 센서에서 각 센서쌍들에 대한 상호상관 행렬을 이용한 SCCBF(Spatial Cross Correlation Beamformer) 알고리즘을 제안하였다 이상적인 조건하에서 제안된 SCCBF는 CBF(Conventional Beamformer)에 비해 3dB의 Array Gain을 갖는 것을 이론적으로 검증하고 표적의 탐지 방위정확도를 나타내는 빔폭(Beam Width)이 CBF 보다 0.5배정도가 됨을 검증하고 모의실험을 통하여 이를 입증하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권9호
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• pp.922-927
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• 2009

The transducers used in active sonar on surface ships are packed in a specific geometry in the array drum in order to meet the requirements such as the source level, directional beam pattern, etc. This paper describes the acoustic characteristics of the cylindrical array which is based on a 64 vertical staves arrangement, each stave composed 5 independent transducers. Firstly, the single transducer on the rigid baffle in the water is analyzed with the Finite Element Method. From the result of the FE analysis nodal velocities on the radiation surface is calculated and used with the boundary conditions of the transducers mounted on the array drum. Then the acoustic pressure is calculated in the field points using the Boundary Element Method and the other acoustic informations, the source level, beam pattern, near field and far-field distance, were acquired.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.78-86
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• 2017

본 논문에서는 은폐 물체 탐지를 위해 인체에 무해한 음향신호 중 파라메트릭 배열을 이용한 음향 탐지 시스템을 제안한다. 제안된 탐지 시스템은 파라메트릭 배열 현상으로부터 생성되는 고 지향성 Chirp 신호를 송신신호로 사용하고, Dechirp 처리 과정을 통해 수신신호의 신호 대 잡음비를 개선하여 거리 분해능을 향상시키는 기법을 사용한다. 제안된 파라메트릭 배열 시스템의 송신센서는 $8{\times}2$ 배열로 구축하였으며, 센서 배열의 빔 폭은 수평방향 약 $7^{\circ}$와 수직방향 약 $26^{\circ}$를 형성한다. 제안된 시스템을 검증하기 위해 물체 탐지 및 가시화를 위한 2축 구동 제어 선형 스테이지를 구축하였으며, 이를 이용하여 은폐된 물체에 대한 A-scan, B-scan 및 C-scan 실험을 진행하였다. 실험 결과, 천에 은폐된 동판과 파이프를 탐지하고 형상을 확인하였으며, 가시화된 형상에서 동판은 $0.015m^2$, 파이프는 $0.046m^2$의 오차를 보여주었다.