• 한국음향학회지
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• 제20권7호
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• pp.89-93
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• 2001

최근 광섬유 하이드로폰 시스템은 차세대의 장거리 탐지용 수동 소나 시스템의 탐지 센서로 각광을 받고 있다. 소나 시스템으로서, 광섬유 하이드로폰 시스템은 수중에 전자부가 없이 다중화 기술을 바탕으로 많은 채널의 하이드로폰을 구성할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 다채널 배열 설계, 광-전자부, 하이드로폰 설계, 해상시험을 바탕으로 한 최근의 기술 발전 추세를 기술한다. 또한, 시분할 다중화를 바탕으로 32채널 혹은 그 이상까지 확장 가능한 간섭계형 다채널 광섬유 하이드로폰 배열 시스템 개발에 관하여 기술한다. 이를 위해 12채널의 시분할 다중화 하이드로폰 배열을 제작하여 해상시험을 통해 그 성능을 평가하였다.

• 센서학회지
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• 제8권2호
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• pp.102-107
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• 1999

저주파용 광섬유 하이드로폰을 개발하기 위하여 본 논문에서는 2 채널을 가진 TDM 방식 광섬유 하이드로폰 배역을 구성하고 이를 수조에서 음향특성 실험을 수행하였다. 150m의 광섬유를 중공 원통형 맨드릴에 감아 광섬유 하이드로폰을 제작하였으며 저주파용임을 감안하여 맨드릴의 고유진동수를 10kHz이상에 위치하도록 설계하였다. 제작된 광섬유 하이드로폰은 수중과 음향 임피던스 정합을 이루기 위하여 폴리우레탄으로 몰딩 하였다. 음향 특성을 보기 위하여 TDM 방식의 불평형 간섭계를 구성하여 수조에서 3kHz의 연속파형을 신호입력으로 실험하였다. 실험 결과 제작된 TDM 방식의 광섬유 하이드로폰은 수중에서 3kHz의 음향 신호를 안정적으로 검출함을 확인하였다. 이는 향후 다채널을 가진 광섬유 하이드로폰 배열 개발에 응용 가능성이 기대된다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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• pp.465-468
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• 1998

본 논문은 천해 상에서 목표물로부터 방사되어 견인 이동되는 하이드로폰을 통하여 입사되는 광대역 신호에 대한 DOA (Direction-Of Arrival) 추정기법을 제안한다. 견인 배열 어레이를 이용하는 경우 고정된 위치의 배열 하이드로폰을 사용하는 경우와는 달리 움직임에 의한 도플러 주파수 천이 값이 발생하며 배열 상에 입사되는 광대역 신호는 각 주파수성분에 따라 서로 다른 고유 벡터 영역을 갖게 된다. 따라서 주파수 성분별로 처리하여 평균 공간 스펙트럼을 구하여 입사각을 추정하는 기존의 Incoherent 처리기법은 심각한 추정 오차를 발생시킨다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 각 주파수 성분에 대한 고유한 벡터영역들을 Coherent 변환과정을 거쳐서 통합된 벡터영역으로 변환하여 공간 스펙트럼을 추정하고 이를 통하여 입사각을 추출한다. 시뮬레이션 결과를 통하여 Cherent 처리기법을 이용한 입사각 추정상의 우수한 성능을 확인하였다.

• 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.

• 대한공업교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.273-286
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• 2008

수중에서 UUV(Unmanned Underwater Vehicle)에 장착되는 수중 음향 센서 배열은 UUV의 측면이나 전면에 부착하여 외부 신호를 탐지하게 된다. 이러한 센서 배열은 UUV의 특성상 곡면배열(Conformal array) 형태이며 유체 유기 소음의 영향을 받는다. 따라서 본 논문에서는 탄성층에 삽입된 하이드로폰이 외부 유입 소음의 영향을 받는 정도를 해석하였다. 유입 소음은 난류 경계층에서 발생하는 Corcos 모델을 이용하였고 주파수 밀도 함수를 이용하여 수치해석 하였다. x-방향의 파수인 kx에 다른 전달함수의 특성은 탄성층의 두께가 커질수록 전달함수의 적분값은 적어지므로 소음의 영향은 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 탄성층 및 고정판의 탄성계수, 밀도 등의 변화가 전달함수 값의 변화를 일으키는지를 조사하였다. 향후 이러한 연구는 UUV에 장착되는 곡면 배열 센서의 설계에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제19권3호
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• pp.72-76
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• 2000

칼만 필터를 이용한 2차원 견인 배열 (towed may) 형상 추정 기법의 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 변위 센서를 이용할 경우, 기존의 칼만 여파기 방법에 의해 추정된 2차원 하이드로폰 수평 좌표는 총 길이가 배열의 길이와 일치하며 등간격 값을 갖게 된다. 이렇게 고정된 수평 좌표를 사용하는 경우 배열의 왜곡 정도가 심화됨에 따라 오차가 증가하게 된다. 이를 개선하기 위해 선형 근사화 방법 또는 스플라인 보간법을 이용하여 발생하는 오차를 줄일 수 있는 방법을 제안하고 컴퓨터 모의 실험을 통해 그 성능을 검증한다.

• 대한공업교육학회지
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• 제34권1호
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• pp.238-251
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• 2009

배열센서에 영향을 주는 자체소음은 그 시스템이 설치된 곳에서 발생하는 소음과 해양으로부터 들어오는 주변소음을 포함한 소음으로 정의된다. 수중에서의 탐지를 위한 배열 구조는 표면을 따라 발생되는 유체 유기소음에 많은 영향을 받는다. 본 논문에서는 곡면배열 음향 센서를 설계하기 위하여 유동유기 소음의 영향으로 인한 주파수 밀도 함수의 적분식의 주요 구성요소인 전달함수(transfer function)를 저파수 영역에서 수치해석 하였다. 난류 경계층에서 발생하는 유입 소음은 수정된 Corcos 모델을 이용하였다. 저파수 영역에서의 전달함수의 특성은 고정판의 두께와 밀도가 작아질수록 함수의 적분값은 적어지므로 소음의 영향은 줄어드는 것으로 나타났다. 또한 Corcos 벽면 압력과 전달함수의 곱에 따른 특성과 주파수 밀도 함수의 곱의 변화를 보였다. 향후 이러한 연구는 무인 잠수정에 탑재할 수 있는 곡면배열 센서의 설계에 응용이 가능하리라 판단된다.