• 제목/요약/키워드: Conformal sensor array

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비선형 곡면 배열 센서의 빔 지향 방위별 센서 선택 방법에 대한 성능 분석 (Performance analysis of sensor selection methods for beam steering direction of non-linear conformal array)

  • 권택익
    • 한국음향학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.391-399
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    • 2021
  • 곡면 배열 센서는 빔의 지향 방위에 따라 부 배열이 구성된다. 여기서 부 배열의 센서 선택 방법에 따라 곡면 배열 센서의 성능이 달라질 수 있다. 또한, 곡면 배열 센 서는 형상의 특성으로 인해 빔 지향 방위에 따라 부 배열의 형상이 달라진다. 따라서 빔 지향 방위에 따라 지향지수, 빔 폭 등의 성능이 달라진다. 그러므로 센서 선택 방법을 선택할 때, 빔 지향 방위에 따라 달라지는 지향지수, 빔폭 등의 성능을 고려해야 한다. 본 논문에서는 각 단일 센서의 위치 벡터가 기준인 부 배열을 선택하는 방법과 센서 빔의 지향 벡터가 기준인 부 배열을 선택하는 방법을 사용하였다. 두 가지 방법에 대해 빔 지향 방위별 지향지수와 수평 및 수직 빔 폭의 평균과 분산을 비교 분석하였다. 또한, 두 방법에서 사용되는 센서 수를 고정 하여 비교 분석하였다. 센서 수를 고정하지 않았을 때는 센서 빔의 지향 벡터 기준 방법의 성능이 대부분 높았으나 수직 빔 폭의 성능은 낮거나 비슷하였다. 하지만 센서 수를 고정하였을 경우, 두 방법 모두 성능은 비슷하나 지향 방위별 성능 분산은 줄어들었다.

곡면배열 센서의 저소음화를 위한 지지구조 설계 구조 (Low Noise Characteristics of the Comformal Sensor Array's Support Structure)

  • 이종길;이상원;서희선
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.340-341
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    • 2010
  • Noise reduction is an important factor to design low noise sensor array. In this paper three layers of the de-coupler in the conformal sensor array were used to investigate noise reduction. Conformal sensor array is positioned in the layers and the distance from the layer is 0.25cm~1.5cm. Transfer function in the frequency density function is investigated according to the three different positions. When increasing the embedded distance the flow noise decreased in the region of the kx>10.

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탄성층에 삽입된 음향 하이드로폰의 외부 유입소음 영향 연구 (Investigation of Outer Flow Noise Reduction of the Hydrophones Embedded in the Elastomer)

  • 박지혜;이종길;신구균;조치영
    • 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.

왜곡된 형태의 견인 음향 배열 기법을 적용한 수중환경하에서의 FFTSA 기법 성능분석 (Performance Analysis of FFTSA Method in the Water Environment Using Conformal Towed Acoustic Array)

  • 최주평;이원철
    • 한국음향학회지
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    • 제20권8호
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    • pp.44-57
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    • 2001
  • 본 논문은 수동형 선형 견인 배열 센서를 이용한 합성 어패처의 일종인 FFTSA (Fast Fourier Transform Synthetic Aperture)를 이용하여 탐지하려는 목표물에 대한 입사각 추정에 있어 코히어런스 효과 및 견인 배열경로 변화에 따른 추정 성능을 고찰하였다. 또한 선형 견인 센서 배열 방법의 환경적 요인에 의한 입사각 추정의 취약성으로 인해 비선형 견인 센서 배열 방법인 왜곡된 구조의 배열 기법을 FFTSA기법에 적용하여 새로운 형태의 수동형 견인 센서 배열 방법을 제안하였으며,FFTSA 기법과 왜곡된 구조의 배열 기법에 대해 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 통하여 탐지하려는 목표물에 대한 센서 입사 신호의 추정 성능을 비교하여 보았다.

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빔 틸트 특성을 갖는 광대역 Conformal 패치 어레이 안테나 (Wideband Microstrip Conformal Patch Array Antenna with Tilted Beam)

  • 박정수;김인복;김홍희;이성락;어윤성;김정근
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권5호
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    • pp.416-423
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    • 2016
  • 본 논문은 광대역 시스템에서 이용 가능한 빔 틸트 특성을 가지는 Conformal 구조의 $1{\times}4$패치 어레이 안테나를 설계 및 제작하였다. E자 형태의 패치 안테나 및 L-probe 급전 방식을 이용하여 광대역 단일 패치를 설계하였고, 전방으로 20도의 빔 틸트 특성을 얻기 위해 $1{\times}4$ 안테나 어레이를 T-junction 전력분배기와 42 psec의 마이크로스트립 전송선을 이용하였다. 3.6~4.4 GHz에서 9 dB 이상의 반사 손실이 측정되었으며, 3.75~4.25 GHz에서 10 dBi 이상의 안테나 이득을 가지며, 30도 이하의 HPBW 특성이 측정되었다.

전달함수를 이용한 저파수 영역에서의 센서 유입 소음 특성 연구 (Inflow Noise Characteristics of the Sensor in Low Wave Number Region Using Transfer Function)

  • 박지혜;이종길;신구균;조치영
    • 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.

원통면 음향 홀로그래피를 이용한 수중음향 곡면배열센서의 빔 해석 (Beam Analysis of Underwater Conformal Array by Using Cylindrical Acoustic Holography)

  • 권휴상;박성철;서희선;신구균;조치영
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제19권10호
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    • pp.987-995
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    • 2009
  • As an experimental technique to analyze the far-field characteristics of underwater cylindrical array sensors, cylindrical acoustic holography is studied. Inside an laboratory water tank, far-field directivity patterns as well as near-field source images are reconstructed from the measured hologram by hydrophone array. Approximate equation for far-field directivity estimation is derived based on stationary phase method. The simulation and experiment show well usefulness of the proposed method in application of underwater array sensors.

원통면 음향 홀로그래피를 이용한 수중음향 곡면배열센서의 빔 해석 (Beam analysis of underwater conformal array by using cylindrical acoustic holography)

  • 권휴상;박성철;서희선;신구균;조치영
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.111-116
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    • 2009
  • As an experimental technique to analyze the far-field characteristics of underwater cylindrical array sensors, cylindrical acoustic holography is studied. Inside an laboratory water tank, far-field directivity patterns as well as near-field source images are reconstructed from the measured hologram by hydrophone array. Approximate equation for far-field directivity estimation is derived based on stationary phase method. The simulation and experiment show well usefulness of the proposed method in application of underwater array sensors.

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반구 곡면에 배열된 음향센서의 종합설계 학습 적용 연구 (A Study on Application of Integrated Design Learning of Acoustic Sensors Arranged on Hemispherical Surfaces)

  • 이종길
    • 실천공학교육논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.41-47
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    • 2018
  • 수중음향센서는 무인수중운동체에 장착되어 수중 정보를 탐지하고 처리하는 역할을 한다. 이러한 음향 센서 설계는 공학을 이해하고 적용하는데 매우 중요한 분야이다. 따라서 본 논문에서는 음향 센서를 단계별로 설계 및 제작하고 그 성능을 평가한 후 이러한 일련의 설계 절차와 단계 등을 종합설계 학습에 적용하기 위한 그 적합성을 연구하였다. 설문조사를 통하여 학습 적용 적합성을 분석하였으며 설문조사 결과 제시된 센서설계의 단계 및 방법 등은 종합 설계 프로젝트 내용으로 적합하며, 기술습득이 용이한 구조이고, 매우 흥미를 유발하는 설계 주제로 나타났고, 학습자의 높은 긍정적 반응을 나타내었다. 향후 본 설계 프로젝트를 종합설계에 적용하였을 때 높은 교육적 성과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.