• 융합신호처리학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.139-146
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• 2018

수중음향통신은 자원 및 지질탐사, 무인잠수정을 이용한 수중탐지 등 산업, 과학, 군사 분야에 다양하게 이용될 수 있으며 최근 들어 미국을 비롯한 선진국을 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 그러나 수중음향통신은 지상에서의 무선통신과 달리, 느린 음파 전달속도로 인한 전송대역의 제한과 다중경로에 의한 심볼간 간섭과 이로 인한 심각한 신호왜곡 등의 치명적인 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이러한 문제점 중, 다중경로에 의한 심볼간 간섭을 제거하기 위한 방법으로 단일반송파 전송방식을 사용하는 주파수영역등화(FDE) 기법과 다중반송파 전송방식을 사용하는 직교주파수분할다중화 기법(OFDM)을 수중음향통신 채널에 적용하여 그 성능과 수중통신에서의 적용성 여부를 판단하였다. 이를 위해 모의된 수중채널을 바탕으로, SC-FDE와 OFDM 방식의 성능을 SER 관점에서 비교하였다. 수중채널은 벨홉모델을 이용하여 모의하였으며, 모의실험 결과, SC-FDE는 OFDM에 비해 $10^{-3}SER$ 기점을 기준으로 약 5dB 이상의 SNR 이득이 발생하였다. 모의실험 결과를 통해, SC-FDE가 수중 음향통신에 효율적으로 적용 가능한 시스템임을 보였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권1호
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• pp.25-39
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• 2018

In this paper, an integrated analysis model for evaluating the underwater acoustic performance of the multilayered acoustic coatings containing visco-elastic composite layers with hollow glass microspheres is described. The model uses the effective medium theory considering the acoustic scattering and resonance effects of the inclusions. Also, the model incorporates the compressive deformation mechanism associated with hydrostatic pressure. The technique developed in this work was used as the acoustic layer design and performance analysis tools for the practical hull coatings and acoustic baffles in Korean next generation submarines.

• 한국수산과학회지
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• 제44권5호
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• pp.543-549
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• 2011

An underwater speaker was developed for use as an acoustic deterrent device that transmits acoustic energy through the water omnidirectionally over a broadband frequency range to eliminate marine mammal attacks and to prevent physical damage to the inshore and coastal fishing grounds of Korea. The underwater speaker was constructed of two vibration caps machined from 6061-T6 aluminum alloy and a stack of PZ 26 piezoelectric ceramic rings (Ferroperm Piezoceramics A/S) connected mechanically in series and electrically in parallel. The performance characteristics of the underwater speaker were measured and analyzed in an experimental water tank of $5\;m{\times}5\;m{\times}6\;m$. The peak transmitting voltage response (TVR) was measured at 11.16 kHz with 163.45 dB re $1\;{\mu}Pa$/V at 1m. The underwater speaker showed a near omnidirectional beam pattern at the peak TVR resonance frequency. The usable frequency range was 4-25 kHz with a lower TVR limit of approximately 140 dB. We conclude that this underwater speaker could be satisfactorily used as an acoustic deterrent device against marine mammals, particularly the bottlenose dolphin, to protect catches and fishing grounds as well as the mammals themselves, for example, by keeping them away from fishing gear and/or vessels.

• 한국음향학회지
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• 제20권1호
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• pp.68-76
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• 2001

유한요소법을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE (Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Tonpilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게 되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS (Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는데 큰 도움이 될 것이다.

• 한국해양공학회지
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• 제34권3호
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• pp.227-236
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• 2020

Underwater acoustics, which is the domain that addresses phenomena related to the generation, propagation, and reception of sound waves in water, has been applied mainly in the research on the use of sound navigation and ranging (SONAR) systems for underwater communication, target detection, investigation of marine resources and environment mapping, and measurement and analysis of sound sources in water. The main objective of remote sensing based on underwater acoustics is to indirectly acquire information on underwater targets of interest using acoustic data. Meanwhile, highly advanced data-driven machine-learning techniques are being used in various ways in the processes of acquiring information from acoustic data. The related theoretical background is introduced in the first part of this paper (Yang et al., 2020). This paper reviews machine-learning applications in passive SONAR signal-processing tasks including target detection/identification and localization.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.747-752
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• 2015

Underwater radiated noise is an important characteristic in the naval weapon systems. It is difficult to measure the radiation efficiency of underwater vehicle, such as UUV(unmanned underwater vehicle) and underwater weapons in real operation environment. In this study, acoustic radiation efficiency of a circular cylindrical structure is measured in the laboratory-water tank. The radiation efficiency is compared with the numerical results and it is found that they are in a good agreement. Therefore, the measurement method can be applied effectively for predicting the underwater radiation noise and effectiveness of radiation reduction means.

• 디지털산업정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.93-98
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• 2020

Research on underwater sensor networks is increasing due to such reasons as marine resource management, maritime disaster prediction and military protection. Many underwater sensor networks performs wireless communication using an acoustic sound wave band signal having a relatively low frequency. So the digital part of their modem can take charge of carrier band signal processing. To enable this, the sampling rate of the baseband band signal should be increased to a sampling rate at which carrier band signal processing is possible. In this paper, we designed a sampling rate increasing circuit based on a CIC interpolator for underwater sensor nodes. The CIC interpolator has a simple circuit structure. However, since the CIC interpolator has a large attenuation of the pass band and a wide transition band, an inverse sinc LPF is added to compensate for frequency response of the CIC interpolator. The proposed interpolator was verified in time domain and frequency domain using ModelSim and Matlab.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권6호
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• pp.97-108
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• 2011

과거 유선 및 비실시간으로 구축되던 수중 생태 모니터링, 자원 탐사 시스템 등은 수중 무선 센서네트워크 시스템 기술의 연구 개발을 통해 실시간 정보 송수신이 가능한 디지털 융합의 형태로 진화될 수 있다. 이를 가능하게 하는 핵심 기술 중의 하나는 배터리에 의해 동작하는 초소형 수중 음향통신 모뎀 구현 기술이며, 본 연구에서는 무지향성 수중 음향 트랜스듀서를 탑재한 초소형 수중 음향통신 모뎀을 설계하고 개발한다. 또한, 구현된 수중 모뎀의 성능을 검증하기 위하여 경기도 양평의 북한강에서 송수신 실험을 수행하고 그 결과를 분석한다. 실험 결과에 따르면, 개발한 모뎀은 최대 250 m의 거리에서 200 bps의 전송속도와 $7.8{\times}10^{-5}$의 비트오율로 무선 데이터 송수신이 가능하였다. 개발된 수중 모뎀은 향후 수중 무선 센서네트워크를 활용한 다양한 응용 시스템에 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.203-208
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• 2010

본 논문에서는 소나 시스템을 통해 획득된 수중 음향 신호를 디지털 영상의 형태로 변환한다. 그리고 이러한 형태의 영상에 대해 영상 처리 기법을 도입하여 표적 후보를 탐지하고, 이들 영역에 대해 정보를 강화하는 알고리즘을 제안한다. 수중 표적의 탐지 과정은 우선 수중음향신호 영상에서 불규칙한 형태로 분포하고 있는 배경 잡음을 추정하여 재구성한 뒤, 원 영상에서 배경 영상을 제거하여 초기 표적 후보군을 획득한다. 또한 도플러 신호 정보를 가공하여 가중치 맵을 생성하고, 배경잡음이 제거된 영상에 대해 가중치 맵을 이용한 필터링 과정을 수행함으로써 표적 후보에 대한 정보를 보다 정확히 확보하고, 단일프레임에서의 표적 후보 정보를 강화한다. 본 논문에서는 시뮬레이션으로 획득된 수중음향신호에 대해 제안된 알고리즘을 적용하여, 불규칙적으로 발생하게 되는 잡음이 대부분 제거됨을 확인하였고, 필터링 및 표적 탐지 과정을 통해 수중음향신호 영상에서 표적이 더욱 명확히 표시됨을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권9호
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• pp.979-986
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• 2015

광케이블을 이용한 보안 솔루션의 기술들은 아직까지 확실한 기술적 안정성을 확보하지 못한 상태이며, 그중 음향 감지를 통한 보안 시스템 역시 여러 가지 변수에 따른 오 경보 및 감지 실패 등의 완벽한 방어 기술을 확보하지 못한 상태이다. 본 논문에서는 수중 음향 통신의 수중 음향통신 채널에 대한 4가지 특성을 조사한다. 또한 수중에서 음향 신호 분석을 통한 광케이블을 이용한 감지 시스템 구축 방안으로서 감지 시스템을 구축한다. 또한 해저 광케이블의 신호 특성 분석과 잡음 분석을 수행한 후 이를 실제 적용 가능성을 확인한다.