• 한국음향학회지
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• 제38권2호
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• pp.177-183
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• 2019

본 논문에서는 수동 선배열 소나의 저주파 영역에서 수신된 표적 신호로부터 간섭신호를 분리해 내기 위해 독립성분분석 알고리즘을 적용하는 방안을 제안하고 기존 알고리즘들의 성능을 비교해 보았다. 저주파 대역 신호의 경우 비교적 넓은 방위로부터 수신되기 때문에 인접 빔 신호를 관측신호로 활용하여 독립성분분석을 수행할 수 있다. 신호분리에 사용한 독립성분분석 알고리즘은 FastICA(Fast Independent Component Analysis), NNMF (Non-negative Matrix Factorization), JADE (Joint Approximation Diagonalization of Eigen-matrices)이다. 실측 선배열 수동소나신호를 이용하여 독립성분분석을 수행한 결과 제안한 방법으로 간섭신호분리가 가능함을 확인하였으며, JADE 알고리즘의 신호 분리 성능이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제3권1호
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• pp.76-84
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• 2000

As first step of any acoustic defence system, a attacking target warning system needs to be extremely reliable. This means the system must ensure a high probability of target classification together with a very low false alarm rate. In this paper, a algorithms for underwater target automatic classification is available for use in the passive sonar will be presented. In first, we will describe the precise automatic extraction of frequency lines for the detection of acoustic signatures. Also, a neural network and fuzzy based algorithms for target classification will be described. Thus the performances of these algorithms are very good with a high probability of classification.

• 한국음향학회지
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• 제35권2호
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• pp.110-117
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• 2016

수동소나 시스템에서는 함정의 소음원에서 발생하는 방사 소음을 분석하여 표적을 탐지 및 식별한다. 소나의 탐지 범위 안에 다수의 소음원이 존재하면 신호를 분석할 때 각 소음원에서 나오는 성분들이 혼합되어 각각의 소음원을 규명하기가 어렵다. 이를 해결하기 위해 일반적으로는 배열 센서를 이용한 빔을 형성하여 소음원의 신호를 공간적으로 분리하는 기법이 사용되지만 환경에 따라 여전히 어려운 점이 있다. 본 연구에서는 수동소나 표적신호를 분리하기 위한 새로운 방법으로 주파수영역 독립성분분석(FDICA: Frequency Domain Independent Component Analysis)을 적용하고, 혼합된 표적신호를 분리하는 모의실험을 수행하여 그 타당성을 검증하였다. 표적신호 합성을 위한 특징 정보로는 기계류 토널 성분 및 프로펠러 성분을 사용하였고, 분리 전 후의 결과를 LOFAR(Low Frequency Analysis and Recording), DEMON(Detection Envelope Modulation On Noise) 분석을 통해 비교하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제3권1호
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• pp.58-65
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• 2000

A target signal simulation method for passive sonar systems is introduced. The method uses multirate signal processing techniques to simulate moving target signals in the multi-path sound propagation environment by introducing Lloyd's mirror and Doppler effect. Time and frequency variation of target signal due to the target maneuvering is also considered to provide realistic ship signatures in the LOFAR gram so that the simulated target is used for sonar operator training. Synthesized target characteristics is analyzed and compared with real target signal in terms of interference pattern and frequency variation in the LOFAR gram.

• 한국음향학회지
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• 제20권2호
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• pp.52-57
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• 2001

수중에서 음원까지의 거리를 추정하는 방법들이 연구되어 왔다. 그 가운데 초점 빔 형성기를 사용한 거리 추정 기법은 낮은 신호대 잡음비를 갖는 환경에서 우수한 성능을 갖는 것으고 알려져 있으나 다중 음원 환경에서는 성능 저하가 초래된다. 이에 본 논문에서는 두 개의 초점 빔 형성기를 사용하여 거리를 추정하는 방법을 제안하였다. 또한 표본화 주파수가 낮으면 초점 빔 형성기를 정확하게 원하는 위치로 지향할 수 없기 때문에 빔 패턴의 왜곡이 발생하게 되고, 그 결과 거리 추정 기법의 성능 저하를 초래한다. 그리고 이 논문에서는 표본화 주파수가 초점 빔 형성기를 이용하는 거리 추정 기법에 미치는 영향에 대해서도 고찰하도록 한다. 시뮬레이션을 통해 연구된 내용들을 검증하였다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제39권1호
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• pp.38-46
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• 2020

로파/데몬 그램은 수동소나의 특성을 확인하기 위해 수중 음향 신호에 대한 방위, 시간, 주파수를 시각적으로 표현한 결과이다. 이러한 그램들은 기존의 압축 기법들을 적용하기 힘든 토널 성분과 같은 특징들을 포함하고 있다. 본 논문에서는 이진맵과 예측 기법으로 구성된 새로운 로파 및 데몬 그램 압축 기법을 제안한다. 먼저 각 주파수 빈에 대한 예측을 결정하는 이진맵을 생성하고, 프레임을 몇 개의 매크로 블록으로 구분한다. 각 매크로 블록에 대해 인트라 예측과 인터 예측을 적용하여 나머지를 계산한다. 그리고 이진맵에서 유효한 빈들에 대해 예측을 수행하고 엔트로피 부호화를 위해 나머지를 양자화 한다. 이진맵과 예측모드를 전송함으로써 복호기는 동일한 절차로 그램을 복원한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 알고리즘의 로파와 데몬 그램 압축 결과가 기존의 데이터 압축 기법에 비해 우수함을 확인한다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제33권6호
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• pp.366-374
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• 2014

저주파 능동 소나를 이용한 잠수함 탐지 기술이 개발됨에 따라, 기존의 수동 무반향 타일을 대치할 새로운 잠수함 스텔스 기술이 요구되는 추세이다. 본 연구에서는 선체 표면과 같은 대면적에 적용 가능한 타일형 프로젝터를 이용하여 능동 임피던스 정합을 구현함으로써 저주파 반향음 감소를 도모하는 기법을 제안한다. 먼저 능동 임피던스 정합 기법의 기술적 타당성을 확인하기 위하여 유한요소 모델을 이용한 저주파 반향음 감소 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 바탕으로 타일형 프로젝터를 설계 및 제작하여 음향수조에서 저주파 반향음 감소 실험을 수행하였다.

• 한국음향학회지
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• 제37권1호
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• pp.39-45
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• 2018

압축센싱을 적용하면 전체 신호의 차원 대비 실제 사용하는 신호의 차원이 작은 희소신호의 경우, 적은 수의 관측치를 통하여 빠른 시간 내에 복원이 가능하다. 수중 표적의 기어박스 및 보조 장치 등으로부터 방사되는 신호의 토널 주파수 성분들은 처리하고자 하는 주파수 대역에서 상대적으로 주파수 성분이 적다. 따라서 토널 신호는 주파수 영역 전체 대비 희소신호로 모델링 될 수 있으므로 희소 신호 복원 알고리듬인 S-OMP(Simultaneous-Orthogonal Matching Pursuit)를 이용하여 복원할 수 있다. 본 논문에서는 압축센싱 기법을 이용하여 수중 표적의 방사 소음 신호의 토널 주파수를 검출하는 기법을 제안하고 모의 실험을 통해 성능을 확인한다. 모의실험에서 기존의 FFT(Fast Fourier Transform) 임계치 기법을 이용한 방법에 비해 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio)에서도 정확한 토널 성분을 추정 할 수 있음을 확인하였다.