• 한국음향학회지
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• 제13권2호
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• pp.30-37
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• 1994

최근 표적의 고속화와 저표적강도화 추세에 따라 표적 탐지의 정확성이 요구되고 있다. 본 연구는 이에 부합하여 표적 운동 해석, 표적 분류, 소나 성능 예측 모델의 개발에 필수적인 표적 산란 잔향 신호의 주파수 및 시간별 특성의 파악과 그러한 특성을 포함한 표적 신호 시뮬레이션에 목적을 두고 있다. 표적 신호 시뮬레이션에는 음향 변환자 배열의 음원 준위와 빔패턴으로 구성되는 음원모델, 전달 손실 예측부인 환경모델, 복합 표적에 의한 신호의 신장 및 표적 강도와 음원과 표적의 상대운동을 표현하는 도플러 현상이 고려된 표적모델, 수신기의 감도 및 빔패턴과 각 채널의 시간이 고려된 수신 모델 등 주요한 4부분의 모델이 필요하다. 개발된 MOST(MOving Spread Target) 신호합성기는 환경모델을 제외한 3가지 모델로 구성 되어 있으며, 음원과 표적의 운동에 의한 신호 특성 시뮬레이션 등의 기능을 갖추고 있어, 소나 운용 체계 개발의 한 단계인 HILS(Hardware In the Loop Simulation)와 표적 상태 추정을 위한 신호 특성 분석 및 앞에서 언급한 각종 모델에서 신호 발생 장치로 이용될 수 있다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권3호
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• pp.15-21
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• 2017

능동 소나시스템에서 수신 신호의 해상도를 높이기 위한 방법은 다양하게 연구되어 왔다. 본 논문에서는 착저 물체의 탐지 해상도를 높이기 위한 방법으로 소나의 평면 배열 (planar array) 설계를 수행하였다. 해상력이 높은 좁은 형태의 빔 패턴을 얻기 위해서는 평면 형태의 어레이를 고려하는 것이 필요하다. 어레이를 구성하는 개별 음향 트랜스듀서의 송신 주파수는 13 kHz를 사용하였다. 비대칭 크기를 갖는 목표물의 효율적인 탐지를 위해 어레이 디자인에서 방위각(azimuth angle)과 고도각(elevation angle)에 따른 해상도를 동시에 고려하기 위해 areal angle 개념을 사용하였다. 그에 따라 목표 해상도를 만족하는 areal angle을 먼저 구하고 이를 역산하여 각각 목표 방위각과 고도각을 계산하여 어레이의 설계를 진행하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.227-231
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• 2014

Underwater radiated noise is one of the vital factors in underwater weapon systems like submarine. A passive elastic mount is an effective reduction method for the vibration from a ship-board machinery transmitted to the hull which is radiated as noise outside the hull. A passive elastic mount shows the limitation on the vibration reduction and needs multi stage mounting system including double stage one to meet the required underwater radiated noise criteria. It is necessary for the multi stage mounting system to consider the large displacement in the underwater shock explosion. So it is difficult to apply the multi stage mounting system in submarine because of space limitation. Also recent navy sonar system are trying to have the capability to detect the ship-borne acoustic signals in the low frequency range. An alternative to the passive mount is an active mount with moving-coil type electromagnetic actuator based on a conventional rubber mount in the low frequency range. In the previous paper, 4 active mounts with moving-coil type electromagnetic actuator based on the rubber mount were installed on the hard floor of the facility, which means no consideration on the elastic foundation effect for the control of the active mounts was taken into account. In this study, an experimental performance analysis on the active mount was carried out using 4 active mounts installed on the cylindrical structure to investigate the elastic foundation effect.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제18권5호
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• pp.538-547
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• 2015

The goal of this study is to develop an algorithm to propose optimal deployment of detection sensor nodes in the target area, based on a performance surface, which represents detection performance of active and passive acoustic sonar systems. The performance surface of the active detection system is calculated from the azimuthal average of maximum detection ranges, which is estimated with a transmission loss and a reverberation level predicted using ray-based theories. The performance surface of the passive system is calculated using the transmission loss model based on a parabolic equation. The optimization of deployment configurations is then performed by a hybrid method of a virtual force algorithm and a particle swarm optimization. Finally, the effectiveness of deployment configurations is analyzed and discussed with the simulation results obtained using the algorithm proposed in this paper.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권5호
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• pp.545-557
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• 2021

Engine is the main source of vibration that generates unwanted noise and vibration of vehicle chassis. Especially, in submarine applications, radiation of noise signatures can be detected at some distance away from the submarine using a sonar array. Thus quiet operation is crucial for submarine's survivability. This study addresses reduction of the force transmissibility originating from engines and transmitted to hull through engine mounts. An inertial damper, as an actuator of hybrid mount system, is addressed to reduce even further the level of vibration. Narrow band FxLMS algorithms are broadly used to cancel the vibration of engine mount because of its excellent performance of canceling narrow band noise. However, in real active dampers, the maximum displacement of damper mass is kinematically restricted. When the control input signal from the FxLMS algorithm exceeds this limitation, the damper mass will collide with the mechanical stops and results in many problems. Originated from these, a modified narrow band FxLMS algorithm based on the equalizer technique with the maximum allowable displacement of active damper mass is proposed in this study. Some simulation results showed that the propose algorithm is effective to suppress vibration of engine mount while ensuring given displacement constraint.

• 한국음향학회지
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• 제34권2호
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• pp.98-107
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• 2015

능동소나 시스템에서 천해 내부파에 의한 잔향음으로부터 유도될 수 있는 허위 표적 신호의 발생 가능성에 대하여 연구하였다. 내부파로부터 굴절된 하향 음선은 강한 해저면 잔향음 신호를 발생시켜 허위 표적 신호를 야기한다. 음원으로부터 송출된 음파는 3차원적으로 전파하므로, 2차원(r-z) 뿐만 아니라 수평방향에 대해서도 고려되어야 한다. 솔리톤(soliton)으로 구성된 내부파 모델링은 음원과 솔리톤간 거리 및 솔리톤의 수평폭과 같이 다양한 조건에서 수행되었다. 음원은 가변심도소나(VDS: Variable Depth Sonar)를 가정하여 모의 환경에서의 최소음속층에 위치시켰고, 음선 기반의 잔향음 모델을 이용하여 시간에 따른 잔향음 준위를 모의하였다. 결과적으로 음원과 솔리톤간 거리 및 솔리톤의 수평폭에 따라 여러 개의 허위표적 신호가 동시에 PPI(Plan Position Indicator) 전시기에 나타날 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제43권4호
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• pp.369-382
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• 2024

능동 소나 시스템에서 잔향을 제거하기 위하여 최근 비음수 행렬 분해 기법을 활용한 잔향 제거 알고리즘이 고안된 바 있다. 비음수 행렬 분해 알고리즘을 설계하기 위해서는 분해된 기저 행렬의 곱이 원본 신호와 같도록 유도하는 추정 비용 함수가 필요한데, 기존의 연구에서는 이에 대한 고찰이 없이 쿨백-라이블러 발산 함수를 활용하였다. 본 논문에서는 쿨백-라이블러 발산 함수의 선택이 좋은 선택이었는지, 혹은 성능을 개선할 수 있는 다른 추정 비용 함수가 있는지 연구하고자 하였다. 이를 위하여, 먼저 쿨백-라이블러 함수를 포함하여 일반화된 베타-발산 함수를 활용하여 수정된 잔향 제거 알고리즘을 제안하였다. 그리고 수정된 잔향 제거 알고리즘에 대해 합성된 잔향 신호를 활용한 몬테-카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 높은 신호대잔향비 환경에서는 쿨백-라이블러 발산 함수(β= 1)가 좋은 성능을 보이지만, 낮은 신호대잔향비 환경에서는 쿨백-라이블러 발산 함수와 유클리드 거리의 중간 특성을 가지는 함수(β= 1.25)가 더 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제36권1호
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• pp.57-63
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• 2017

본 논문에서는 FxLMS(Filtered-x Least Mean Square) 알고리즘을 이용한 단일 센서 기반의 능동 반향음 제어 알고리즘을 제안한다. 제안 알고리즘은 먼저 단일 센서 입력 신호로부터 입사음과 반향음을 분리하고, 분리된 신호들을 사용하여 반향음과 반대 위상을 갖는 제어 신호를 생성한다. 제어 신호는 센서 위치에서 반향음과 중첩되어 반향음의 음압을 감소시킨다. 적절한 신호 분리를 위해 반향 음향 경로와 제어 음향 경로가 필요하며 이는 swept sine 신호를 이용해 측정한 음향 응답으로부터 사전에 구할 수 있다. 효용성을 검증하기 위해 DSP(Digital Signal Processing) 보드를 사용하여 제안된 알고리즘을 실시간으로 구현하였으며, 공기 중 음향 덕트 환경에서 1 kHz 버스트 신호에 대해 반향음이 11.6 dB 감소함을 확인 하였다.

• 한국음향학회지
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• 제30권2호
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• pp.63-72
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• 2011

본 논문은 반향음과 투과음을 감소시키기 위한 평판형 음향재료의 성능평가 장치를 제작하고 측정시스템을 구성하며 표준표적을 이용한 검증을 통해 신뢰성을 확보하는 데 목적이 있다. 반향음감소와 투과손실 측정은 신호간섭이 없도록 대형수조에서 실시되는 것이 일반적이지만, 본 논문에서는 신호간섭을 고려해야 하는 소형수조에서 최저 30 kHz까지 측정이 가능한 측정시스템을 구성하였다. 이를 위해 신호모의를 통해 신호간섭이 없는 최적의 기하학적 배치를 도출하였으며, 획득한 신호를 시간영역과 주파수영역의 총 네 가지 방법으로 ER과 TL을 도출하는 신호처리 알고리즘을 확립하였다. 마지막으로 대형수조에서의 전파손실 실측실험을 통해 측정시스템을 보정하고 알루미늄 판과 스티로폼을 표준표적으로 사용한 측정결과를 Brekhovskikh Layer Model과 비교하여 측정시스템 검증을 수행하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제14권4호
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• pp.590-597
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• 2011

The IDRS provides detection, classification and bearing/range estimation by performing wavefront curvature analysis on an intercepted active transmission from target. Especially, a estimate of the target bearing/range that significantly affects the optimal operation of own submarine is required. Target bearing/range can be estimated by wavefront curvature ranging which use the difference of time arrival at sensors. But estimation ambiguity occur in bearing/range estimation due to a number of peaks caused by high center frequency and limited bandwidth of the intercepted active transmission and distortion caused by noise. As a result the bearing/range estimation performance is degraded. To estimate target bearing/range correctly, bearing/range estimation method that eliminate estimation ambiguity is required. In this paper, therefore, for wavefront curvature ranging, NLS cost function with curve fitting method is proposed, which provide robust bearing/range estimation performance by eliminating estimation ambiguity. Through simulation the performance of the proposed bearing/range estimation methods are verified.