• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제4권2호
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• pp.96-111
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• 2012

Hull Mounted Sonar (HMS) is a long range submerged vehicle's hull-mounted passive sonar system which detects low-frequency noise caused by machineries of enemy ships or submerged vehicles. The HMS needs a sound absorption /insulation multi-layer structure to shut out the self-noise from own machineries and to amplify signals from outside. Therefore, acoustic analysis of the multi-layer system should be performed when the HMS is designed. This paper simplified the HMS multi-layer system to be an infinite planar multi-layer model. Also, main excitations that influence the HMS were classified into mechanical, plane wave and turbulent flow excitation, and the investigations for each excitation were performed for various models. Stiffened multi-layer analysis for mechanical excitation and general multi-layer analysis for turbulent flow excitation were developed. The infinite planar multi-layer analysis was expected to be more useful for preliminary design stage of HMS system than the infinite cylindrical model because of short analysis time and easiness of parameter study.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제11권3호
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• pp.129-137
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• 2008

Hull-Mounted Sonar(HMS) has been the main equipment to detect and track underwater threats like torpedoes and enemy submarines. The HMS has short warming-up time and is employable independently with sea-state and weather condition. But these bad environmental condition and ship maneuvering make ship's roll and pitch. Ship's roll and pitch make unstability of sensor position, then cause degradation of the HMS performance. In this paper, we will show how the unstability influences the HMS performance, propose the 'Beam Stabilization Beamforming Technique' to overcome these phenomenon. And present the effectiveness of proposed technique by comparing with conventional beamforming result.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.349-352
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• 2011

초계함(천안함급)에 탑재 된 HMS(Hull Mount Sonar) 장비는 능동모드에 적합하도록 설계 되어 있다. 이에 센서 및 시스템 특성이 어뢰 탐지 주파수 대역에 적당하도록 구성되어 있지는 않다. 이에 초계함에 장착 된 기존 HMS 장비를 이용한 어뢰탐지 기능 구현을 위하여, 초계함 함 별 입력 특성을 분석하고, 입력 주파수 신호에 대한 역보상 회로 설계, 입력 신호 크기에 따른 AGC(Auto Gain Control) 기능 구현 및 함별 신호특성에 따른 대역설정 기능을 통하여 함정 별 특성 및 운용환경 특성에 맞는 어뢰방어시스템을 구현한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.211-217
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• 2010

This paper introduces the Hull Mounted Sonar Vertical Scanning(HMS Verscan) technique to overcome the limitation of target detection in short range shadow zone. Numerical experiments were done with the HMS Verscan taking advantage of the vertical beamforming technique for two-dimension hydrospace(range-depth). For numerical experiments, ray model and high-frequency monostatic reverberation model were used. HMS Verscan increased a sound pressure level at the short range shadow zone through reflections at the sea surface and seafloor. Inclusion of the boundary scattering improved target detection due to the sound reflected into the shadow zone.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.146-154
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• 2009

Dynamic response of a hull mounted sonar(HMS) to shocks transmitted through hull structures is analyzed and then the structural reliability of the sonars is evaluated. Finite element model of the hull mounted sonar is established and the transient responses to the shock is calculated using MSC.NASTRAN. According to BV043, the maximum allowable accelerations at the foundation of the sonar are converted from the shock spectra allowable for HMS. They are applied vertically and horizontally, respectively, using the large mass method. The structural reliability is evaluated by comparing the von-Mises stresses with the material yield stress. The drum for sensors shows a high reliability owing to mounts by which the shock waves from the base structure are well protected. However, the mounts between the base structure and the drum to mount sensors show a high stress intensity. The base structure also reveals a high stress intensity at the connection points to the hull.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.2569-2574
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• 2012

초계함(천안함급)에 탑재 된 HMS(Hull Mount Sonar) 장비는 능동모드에 적합하도록 설계 되어 있다. 이에 센서 및 시스템 특성이 어뢰 탐지 주파수 대역에 적당하도록 구성되어 있지는 않다. 이에 초계함에 장착 된 기존 HMS 장비를 이용한 어뢰탐지 기능 구현을 위하여, 초계함 함 별 입력 특성을 분석하고, 입력 주파수 신호에 대한 역보상 회로 설계, 입력 신호 크기에 따른 AGC(Auto Gain Control) 기능 구현 및 함별 신호특성에 따른 대역설정 기능을 통하여 함정 별 특성 및 운용환경 특성에 맞는 어뢰방어시스템을 구현하였다.

• 한국음향학회지
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• 제39권4호
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• pp.237-245
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• 2020

수중표적의 저소음화로 표적의 방사소음이 감소함에 따라 수동소나의 한계가 나타나면서 신호를 송신하고 표적 반사 신호를 탐지하는 능동탐지에 대한 연구가 활발해 지고 있다. 일반적으로 선체고정소나(Hull-Mounted Sonar, HMS)를 이용한 능동탐지 시 음파가 도달하지 않는 음영구역을 줄이기 위해 수직지향각을 조정하면서 다수의 Linear Frequency Modulation(LFM) 부펄스를 대역분할하여 순차적으로 송신한다. 하지만 최근에 Sinusoidal Frequency Modulation(SFM)의 일반화된 형태인 Generalized SFM(GSFM) 펄스가 제안되었고, 파라미터 설정에 따라 GSFM 부펄스 간에 직교성이 확인되었다. 따라서, 본 논문에서는 GSFM을 선체고정소나의 다중 수직지향각 능동탐지에 활용함으로써 부펄스의 대역폭 사용을 극대화 하여 신호처리 이득에 따른 능동탐지 성능을 향상 시킬 수 있음을 보였다. 모의실험을 통해 부펄스가 3개일 때, GSFM이 LFM 대비 약 5 dB 정도의 정합필터 이득이 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.437-440
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• 2004

HMS(Hull Mounted Sonar) 운용 시 수중음속구조의 영향에 의한 음파가 경계면(해저면, 해수면)의 반사를 통해서 근거리 음영구역(short range shadow zone)을 발생시킨다(그림 1). 따라서 본 논문에서는 다양한 수중음파탐지 무기체계 가운데 특히 단상태 (monostatic) 조건일 때 HMS에 의해 발생하는 근거리 음영구역을 최소화하는 방안을 연구하였다. 즉, 2차원 수중공간 (수심-거리)에서 빔형성기법 (beamforming)을 이용한 HMS Vertical Scanning (HMS Verscan) 기법을 제안하여 수치 실험을 수행하였다. 수치실험을 위해 HMS 운용환경에 근접한 고주파 음선모델(BELLHOP)과 잔향음 모델(HYREV)을 이용하였다. 그 결과 HMS Verscan 기법은 수평방향의 음파방사에 의해 주로 발생하는 근거리 음영구역으로 해저반사를 통하여 음파를 전달시켰고, 근거리 음영 구역에 숨어있는 표적의 탐지가능성을 높였다. 또한 실제 산란환경을 고려한 수치실험 결과에서도 부분적으로 표적이 탐지가 됨으로써 HMS Verscan 기법의 근거리 음영구역의 감소효과를 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권5호
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• pp.586-593
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• 2012

The Navy is in the process of developing a sonar-operation strategy to increase the effectiveness of underwater target searching capability. HMS is the basic strategy to detect underwater targets. The advantages of HMS is that, it has a short preparation time to operate and can be always used regardless of sea conditions and weather. However, it is difficult to effectively detect underwater targets due to the interaction between marine environments and sonar-operations. During the research, the effectiveness of the HMS system's underwater target searching capability was analyzed by integrating various search and defense patterns, and environment conditions into the simulation. In the simulation the ship search an evasive target within a set region. The simulation presented results for an effective searching and defense methods of underwater targets. These research results can be used as foundation for advancing and improving the sonar operational tactics.

• 한국음향학회지
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• 제29권1호
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• pp.10-17
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• 2010

수중에서 소나를 이용하여 표적을 탐지하고자 할 때 자함에서 발생되는 소음을 감소시켜 표적의 탐지성능을 향상시키는 것은 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 수상함에서 선체고정형소나(HMS)를 사용하는 경우 두 가지 운영모드에 대하여 자함의 소음감소 성능을 분석하였다. 운영자모드에서는 ALE(Adaptive Line Enhancer)기법을 적용하여 자함신호의 광대역 성분을 감소하므로 토널 성분의 탐지성능을 향상하였으며, 자동모드에서는 주 입력신호와 상관관계를 가진 기준 입력신호를 선정하여 조향 방위로 유입되는 잡음신호를 제거하였다. 적응필터를 설계하기 위하여 NLMS(Normalized LMS)알고리즘을 이용하였으며 실제 해상실험 데이터를 이용하여 시뮬레이션을 수행하므로 제안한 기법의 성능을 확인하였다.