• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.39-46
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• 2017

은밀하게 침투하여 아군의 핵심자산으로 접근하는 표적 잠수함을 상시 감시하기 위하여 수중 해저면 위치에 최적의 고정형 수동탐지소나를 배치하는 것을 고려 할 수 있다. 수동탐지소나 배치 최적화를 위한 효과도 지수는 넓은 탐지영역과 위치추정가능성의 함수로 적용할 수 있는데 계절적인 요인, 해상상태, 표적 잠수함의 침투심도 등의 다양한 확률적 변이를 포함하고 있어서 효과도지수가 배치의 입력에 대하여 확률적으로 나타나는 특성을 갖는다. 본 논문에서는 다양한 파라메타의 입력조건에 대하여 확률적인 출력을 갖는 수동탐지소나의 배치에 대한 최적화 문제를 정의하였으며, DPSO(Discrete binary version of PSO) 방법을 사용하여 최적 배치 안을 도출하기 위한 모의기반의 절차를 제시하고 고찰하였다.

• 한국음향학회지
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• 제23권2호
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• pp.109-116
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• 2004

본 논문에서는 수중 환경에 Y자형으로 배치된 3조의 수동 선배열 소나 (Passive linear may sonars) 센서의 정보 연관 기법에 대해서 다룬다. 3조의 PLAS의 정보 연관은 NP-Hard로 알려진 3차원 할당 문제로 변형된다. 일반적인 수동 센서의 경우 기존의 접근 방법을 이용할수 있지만 방위 정보에 자우 불확실성 (Bearing ambiguity)이 존재하는PLAS에서는 개선된 방법이 필요하다. 특히 본 논문에서는 주파수 정보를 통한 가중치를 이용하여 방위 오차에 강인한 정보 연관 기법을 제안하였으며 PLAS와 표적간의 기하학적인 관계에 따른 ghost 문제 발생 영역을 분석하였다. 다중 표적 환경에서의 모의 실험을 통해 개선된 방법의 정보 연관 성능에 대해 알아보았다.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제32권6호
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• pp.532-540
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• 2013

본 논문에서는 수동 소나의 광대역 에너지 탐지를 위하여 수신신호 강도 변화에 따른 가중치를 인가하는 기법을 제안한다. 광대역 에너지 탐지에 널리 사용되는 부대역 에너지 탐지 (Subband Energy Detection) 기법은 CED(Conventional Energy Detection) 기법에 비하여 다중신호 및 클러터 간섭에 강인하나, 수신신호에서 검출된 극값의 강도 변화에 따라 효율적인 가중치를 인가할 수 없어 탐지 성능을 저하 시킨다. 따라서 본 논문에서는 검출된 극값의 강도 변화에 따라 효율적으로 가중치를 인가하는 기법을 제안하였다. 시뮬레이션 및 황해 실 음향 데이터를 이용한 성능 비교, 칼만 필터를 이용한 추적시험 수행을 통하여 제안 기법의 탐지성능이 기존 기법에 비해 우수함을 관찰하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• 제24권2E호
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• pp.46-53
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• 2005

Agency for Defense Development (ADD) developed the Submarine Acoustic Information Management System (SAIMS Version 1.0) capable of interfacing some submarine sensors in operation and predicting detection environments for sonars. The major design concepts are as follows: 1) A proper acoustic model is examined and optimized to cover wide spectra of frequency ranges for both active and passive sonars. 2) Interfacing the submarine sensors to an electric navigation chart, the system attempts to maximize the applicability of the information produced. 3) The state-of-the-art database in large area is built and managed on the system. 4) An algorithm, which is able to estimate a full sound speed profile from the limited oceanographic data, is developed and employed on the system. This paper briefly describes design concepts and algorithms embedded in the SAIMS. The applicability of the SAIMS was verified through three sea experiments in October 2003-February 2004.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.1-8
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• 2024

수동형 소나의 성능을 측정하기 위해 주어진 환경과 시스템 변수 하에서 보통 최대 탐지거리를 고려한다. 음파가 해표면 또는 해저면과 필연적으로 접촉하는 천해에서는 표적탐지가 최대 탐지거리까지 유지되는 게 일반적이다. 그러나 심해에서는 음파가 해표면 또는 해저면과 접촉하지 않을 수도 있으며, 이 경우 음파가 도달하지 않는 음영구역이 존재할 수도 있다. 이 경우 최대 탐지거리만으로 각 소나의 탐지성능을 완전하게 기술하기 어려울 수 있다. 보다 완전한 탐지성능 기술을 위해 '탐지견고성(Robustness Of Detection, ROD)' 개념을 도입하고자 한다. 동해 연안에서 수괴의 공간적 분포와 최대 탐지거리 및 탐지견고성은 밀접한 관계가 있으며, 최대 탐지거리와 탐지견고성은 서로 반대의 공간적 변동을 보인다. 경험직교함수(Empirical Orthogonal Function, EOF)를 도입하여 수온의 시공간적 분포를 분석한 결과 첫 번째 모드는 전형적인 계절 변화를 보이고, 두 번째 모드는 혼합층 등의 세기 변화를 반영하는 것으로 추정된다. 이 두 모드가 전체 변화의 약 92 %를 설명한다. 수심 5 m와 100 m 표적을 가정하여 수동형 소나의 최대 탐지거리와 두 모드의 계절 변화의 상관관계를 분석하면 첫 두 모드와 높은 음의 상관계수(약 -0.9)를 보인다. 수온의 계절적 변화는 표층 ~ 수심 200 m에서 발생하며, 이에 따라 수심 100 m에 표적이 존재한다고 가정하여 수동소나를 수심 100 m 이상에서 운용할 경우 계절변화가 미미한 탐지성능을 기대할 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제31권6호
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• pp.384-390
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• 2012

수동 소나는 데몬 처리를 통해 수중 표적의 방사 소음으로부터 프로펠러 정보 추출한다. 그러나 기존 데몬 처리 기법은 프로펠러 신호 뿐 아니라 토널 신호 성분도 추출하므로 토널 신호의 간섭으로 인한 성능 저하가 있다. 다시 말해 데몬 처리 주파수 영역 내에 토널 신호가 존재하면 기존 데몬 처리 기법은 토널 신호의 간섭에 의한 신호 성분을 추가적으로 추출한다. 따라서 본 논문에서는 토널 신호 간섭을 제거할 수 있는 데몬 처리 기법을 제안한다. 제안된 기법은 데몬 처리를 위한 방사 소음 신호의 복조 과정 이전에 토널 신호를 추출 및 제거한다. 그러므로 제안된 데몬 처리 기법은 토널 신호의 간섭에 강인하다. 그리고 시뮬레이션을 통해서 제안된 기법이 기존의 데몬 처리 기법보다 성능이 우수함을 검증하였다.

• 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.

• Ocean Systems Engineering
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• 제7권3호
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• pp.247-273
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• 2017

Many different engagement situations require naval ships to achieve some level of effectiveness. The performance of the naval ships is very important for such effectiveness. There have been many studies that analyze the effectiveness and the performance. The former are largely related to engagement level simulations, while the latter are largely related to engineering level simulations. However, there have been few studies that consider both the engagement level and the engineering level at the same time. Therefore, this study presents three case studies using engagement simulation of the engineering level to check the performance of the related parameters. First, detection performance simulations are carried out by changing the specifications of the passive sonars of a submarine in different scenarios. Maneuvering performance simulations are carried out by changing the specification of the hydroplanes of a submarine in different scenarios. Lastly, in order to check whether or not our forces would succeed in attacking enemy forces, we perform an engagement simulation with various naval ship models that consist of several engineering level models, such as command systems, weapon systems, detection systems, and maneuver systems. As a result, the performance according to the specifications of the naval ships and weapons is evaluated.

• 한국음향학회지
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• 제32권2호
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• pp.138-146
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• 2013

수동 소나는 데몬 처리를 통해 수중 표적의 방사 소음으로부터 프로펠러 정보를 분석한다. 기존 데몬 처리 기법은 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)를 높이기 위해 시간 영역에 대해 음향 신호를 분할하여 중첩 처리하는 방법을 사용하였다. 다시 말해 일정 시간동안 음향 신호를 수집 및 분할 처리 후 평균을 취해 잡음의 분산(variance)을 감소시켜 신호대 잡음비를 향상시켰다. 그러나 이러한 방법은 각 처리 구간의 음향 신호가 서로 독립적이지 않아 높은 성능 향상을 위해서는 많은 시간과 연산량이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 대역 분할 처리를 통한 데몬 처리 성능 향상 기법을 제안한다. 제안된 기법은 주파수 영역에서 음향 신호의 구간을 분할하여 데몬 처리를 수행하므로 기존 중첩 기법에 비해 짧은 시간안에 서로 독립적 음향 신호 수집이 가능하다. 따라서 기존 기법에 비해 적은 시간과 연산량으로 동일한 성능을 발휘할 수 있다. 제안된 기법은 수학적 분석 및 시뮬레이션을 통해 기존 기법에 비해 성능이 우수함을 검증하였다.