• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.790-800
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• 2013

The optimal structure of 1-3 piezocomposites has been determined by controlling polymer properties, ceramic volume fraction, thickness of composite and aspect ratio of the composite to maximize the TVR (transmitting voltage response), RVS (receiving voltage sensitivity) and FBW (fractional bandwidth) of underwater acoustic transducers. Influence of the design variables on the transducer performance was analyzed with equivalent circuits and the finite element method. When the piezocomposite is vibrating in a pure thickness mode, inter-pillar resonant modes are likely to occur between lattice-structured piezoceramic pillars and polymer matrix, which significantly deteriorate the performance of the piezocomposite. In this work, a new method to design the structure of the 1~3 type piezocomposite was proposed to maximize the TVR, RVS and FBW while preventing the occurrence of the inter-pillar modes. Genetic algorithm was used in the optimal design.

• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.278-286
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• 2022

본 연구에서는 압전세라믹 기반의 상용 Free-Flooded Ring(FFR) 트랜스듀서 대비 소형이면서 저주파 고감도 특성을 확보하기 위해, 높은 압전상수와 전기-기계 결합계수를 가지는 압전단결정 PIN-PMN-PT를 적용한 33-모드 FFR 트랜스듀서를 설계하였다. FFR 트랜스듀서의 광대역 특성을 확보하기 위해 비능동소자를 삽입한 링 구조를 적용하였으며, 3종의 비능동소자 소재 별 특성 해석 결과를 비교하여 최적의 소재를 선정하였다. 링 트랜스듀서의 특성 변화를 최소화하기 위해 오일 충진형 FFR 트랜스듀서로 제작하였으며, 음향시험을 통해 송신감도, 수중 임피던스 및 수평/수직 빔패턴이 해석결과와 잘 일치하는지 확인하였다. 해석 및 시험 결과를 비교한 결과, 송신감도는 공동공진 주파수에서 약 1.3 dB, 구조공진 주파수에서는 약 0.3 dB 차이를 보였다. 또한 상용 트랜스듀서 대비 높은 송신감도를 보유하면서도 직경을 약 17 % 축소하여 제작할 수 있었다. 이를 통해 소형이면서 고출력 특성을 가지는 압전단결정적용 FFR 트랜스듀서의 구현 가능성과 해석을 통한 특성 예측 방법의 유효성을 확인하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.27-31
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• 2003

Underwater acoustic navigation systems are classified into three systems: ultra-short baseline (USBL), short baseline (SBL), and long baseline (LBL). Because the USBL system estimates the angle of a submersible, the estimation error becomes large if the submersible is far from the USBL transducer array mounted under a support vessel. SBL and LBL systems estimate submersible's location more accurately because they have wider distribution of measuring sensors. Especially LBL systems are widely used as a navigation system for deep ocean applications. Although it is most accurate system it still has estimation errors because of noise, measurement error, refraction and multi-path of acoustic signal, or wrong information of the distributed transponders. In this paper the estimation error of the LBL system are analyzed from a point of sensitivity. It is assumed that the error exists only in the distance between a submersible and the transponders. For this purpose sensitivity of the estimated position with respect to relative distances between them is analyzed. The result says that estimation error is small if the submersible is close to transponders but not near the ocean bottom.

• 한국음향학회지
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• 제15권1호
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• pp.40-45
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• 1996

이 논문에서는 최적의 빔패턴을 얻기 위한 비선형 최적 설계 기법을 제시하였다. 제시된 방법을 사용하여 진동체 사이의 자기 및 상호 방사 임피던스를 고려하여 최대 허용 부엽준위가 주어진 경우 빔폭이 최소화된 빔 패턴을 설계할 수 있다. 그리고 37개의 진동체가 X, Y 및 $45^{circ}$축에 대칭으로 배열된 평면 배열에 대해 제안된 기법을 적용한 결과 빔폭은 변화없이 상당히 낮은 부엽 준위를 얻었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.454-455
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• 2018

The impedance of an underwater acoustic transducers constituting a multi-channel array structure could be changed in real time by various transmission modes. A power amplifier for driving the transducers usually use a voltage control method, so the transducer and power amplifier may be damaged by over-power due to changeable load conditions. Therefore, the drive controller of the power amplifier should have the function of limiting the power. This paper propose the new voltage control method for limiting the driving power of transducers with variable impedance characteristics.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권9B호
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• pp.1551-1562
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• 2000

국내에서 개발된 광섬유 격자{FBG)를 사용하여 국내 최초로 3종의 FBG 음향 트랜스듀서를 설계 및 제작하였다. 제작된 FBG 트랜스듀서들에 대하여 수중에서 각각 주파수응답특성 설험을 하고, 그 특성을 분석하였다. 주파수 응답특성실험 결과 C형태는 최대 18 kHz대까지 수중음파 검출이 기능하였다. 또한, 수중에서 넓은 영역에 대한 다중점 신호검출을 구현하기 위하여, 파장분활 방법과 Passive band-pass filter system을 이용하여 어레이 시스템을 구축하고 2개의 B형태 FBG 트랜스듀서에서 주파수 1.3 kHz대까지 다중점 수중 음파 신호검출을 성공하였다. 아울러, 음원의 방향과 각도에 따라 검출 신호의 세기가 변화되므로 음원의 물체에 대한 방향성 검출이 가능함으로서, 향후 FBG 하이드로폰의 실용화 연구에 새로운 기틀을 마련하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제52권3호
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• pp.276-280
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• 2016

This study investigated luring distributions by water layer of common squid which were targeted by angling fishing vessels equipped with LED and metal-halide lamps using a scientific echosounder with a 120 kHz frequency in order to develop energy-effective underwater fish aggregation devices. In the analysis, angles of a transducer were changed from $0^{\circ}$ to $45^{\circ}$ and were rotated every $10^{\circ}$ horizontally. It was shown that common squid were densely distributed from the surface to 40 m and they were also distributed in directions of $10^{\circ}{\sim}+30^{\circ}$, $-30^{\circ}{\sim}-60^{\circ}$, and $-120^{\circ}{\sim}-130^{\circ}$with the head of vessel as the center. Comparative results of angles of transducer on acoustical densities of common squid distributing in 21~40 m water depth showed an average $101.8m^2/nm^2$ in vertical direction of $0^{\circ}$, $12.3m^2/nm^2$ in angle of $30^{\circ}$, and $42.4m^2/nm^2$ in angle of $45^{\circ}$, respectively. It implied that more considerations on acoustic scattering strength by incidence angle direction of the transducer and swimming oriental angle direction of common squid would be required.

• Ocean and Polar Research
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• 제28권3호
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• pp.225-236
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• 2006

Seagrass meadows are considered as critical habitats for a wide variety of marine organisms in coastal and estuarine ecosystems. In many cases, studies on the spatial/temporal distribution of seagrass have depended on direct observations using SCUBA diving. As an alternative method fur studying seagrass distribution, an application of hydroacoustic technique has been assessed for mapping seagrass distribution in Dongdae Bay, on the south coast of Korea, in September 2005. Data were collected using high frequency transducer (420 kHz split-beam), which was installed with towed body system. The system was linked to DGPS to make goo-referenced data. Additionally, in situ seagrass distribution has been observed using underwater cameras and SCUBA diving at four stations in order to compare with acoustic data. Acoustic survey was conducted along 23 transects with 3-4 blot ship speed. Seagrass beds were vertically limited to depths less than 3.5m and seagrass height ranged between 55 and 90cm at the study sites. Dense seagmss beds were mainly found at the entrance of the bay and at a flat area around the center of the bay. Although the study area was a relatively small, the vertical and spatial distributions of the seagrass were highly variable with bathymetry and region. Considering dominant species, Zostera marina L., preliminary estimation of seagrass biomass with acoustic and direct sampling data was approximately $56.55g/m^2$, and total biomass of 104 tones (coefficient variation: 25.77%) was estimated at the study area. Hydroacoustic method provided valuable information to understand distribution pattern and to estimate seagrass biomass.

• 한국음향학회지
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• 제32권4호
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• pp.294-300
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• 2013

본 논문에서는 간략화된 차 주파수의 신호대잡음비을 이용하여 수중 AWGN 환경하에서 파라메트릭 배열 통신 시스템의 성능을 비트오류확률과 MIMO 채널용량 관점에서 분석한 결과를 제시한다. 분석을 위해 사용된 차주파수의 신호대잡음비는 전달손실, 잡음준위 그리고 비선형성이 고려된 차 주파수의 음원준위로 계산된다. 1차 주파수 210 kHz와 190 kHz, 차 주파수 20 kHz, 트랜스듀서 직경 0.1 m, 잡음준위 50 dB, 요구되는 비트오류 확률을 $10^{-4}$으로 가정할 때, 담수 환경과 해수 환경에서의 1차 주파수 통신 거리 대비 파라메트릭 배열의 통신거리 이득을 각각 59.11 km와 5 km를 얻었다. 또한, 10 bps/Hz의 채널용량 조건을 위해 SISO 및 ($2{\times}2$) MIMO 파라메트릭 배열을 사용할 경우, 담수에서는 38.84 km와 46.38 km 거리이득을 해수에서는 3.88 km 4.381 km의 거리이득을 얻었다.

• 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.