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문제 정의
- 본 연구에서는 한국 연근해에 서식하고 있는 고래류의 분포와 회유 경로 등을 정확하게 탐지하기 위한 기초자료를 얻고자 1999년 4월 3일~5일과 10월 13일~15일 감포연안 13마일 해상에서 참돌 고래 Common Dolphin, Delphinus Delphis의 명음을 수중청음기로써 측정하여 참돌고래의 반향 정위 신호특성에 대해 분석 검토하였다.
제안 방법
- 2와 같이 데이터 레코더를 이용하여 재생한 후 디지털 오실로스코프와 FFT를 이용하여 참돌 고래 명음의 반향정위 신호를 분석하였다. FFT는 single shot방식으로 샘플링 하는 Lecroy오 실로스크프(935X series)와 time capture방식 으로 샘플링 하는 Pulse Order Analyzer(B & K, Type7702)를 반향정위 신호의 특성에 따라 선택적으로 사용하였다.
- 참돌고래 명음 측정은 Fig. 2와 같이 수중음압 겨)(OKI, SWT007)를 수심 10m에 설치한 후 디지털 오실로스코프(THS720A)로 신호파형을 관찰하면서 데이터 레코더(SONY, TC-D5M)에 수록하였다.
- 한국 연근해에 서식하고 있는 고래류의 분포와 회유경로 등을 정확하게 파악하기 위한 기초자료를 얻고자 1999년 4월 3일~5일과 10월 13일~ 일 한국 동남해 감포연안 13마일 해상에서 참돌 고래 Common Dolphin, Delphinus delphis의 음을 수중청음기로써 측정하여 참돌고래의 반향 정위 신호특성을 분석 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 해상에서 수록 저장한 자료는 후일 실험실에서 Fig. 2와 같이 데이터 레코더를 이용하여 재생한 후 디지털 오실로스코프와 FFT를 이용하여 참돌 고래 명음의 반향정위 신호를 분석하였다. FFT는 single shot방식으로 샘플링 하는 Lecroy오 실로스크프(935X series)와 time capture방식 으로 샘플링 하는 Pulse Order Analyzer(B & K, Type7702)를 반향정위 신호의 특성에 따라 선택적으로 사용하였다.
대상 데이터
- 참돌고래의 명음은 1999년 4월 3일~5일과 10 월 13일~15일 Fig.l과 같이 감포항으로부터 동쪽으로 약 13마일 떨어진 해상에서 측정하였다. 측정 당시의 해상은 쾌청하고 해면은 잔잔하였으며, 10월 측정에서는 명음의 감도가 너무 미약하여 자료분석에서 제외하였다.
성능/효과
- (1) 측정지점에서의 선박소음, 환경소음 등의 소 음원은 0.5kHz~3kHz의 저주파수 범위가 주된 주파수이므로 저주파수로써 반향정위를 행하는 고래류에는 그 행동에 영향을 미칠 수 있음이 예상되었다.
- (2) 참돌고래는 펄스폭이 8.6ms인 단일 클릭음과 펄스폭이 4.8ms인 이중 클릭음을 발하고 있는 것으로 나타났다.
- (3) 참돌고래는 고주파수역(5~10kHz)에서 주파수가 10.60kHz. 7.
- (4) 동일 주파수대내에서 이중 클릭음의 펄스 반복주기를 분석한 결과 각각 13.3ms, 11.4ms, 7.1ms, 2.4ms를 나타내어 참돌고래는 목표물의 원근에 따라 펄스반복주기를 조절할 수 있는 기능을 보유하고 있음을 확인할 수 있었다.
- (5 5)초간의 압축시간열상에서 타임켑처를 이용하여 클릭음을 분석한 결과 단일 클릭음, 이중 클릭음, 삼중 클릭음 등 다양한 신호를 사용하였으며, 그때의 펄스폭은 2.40~8.40ms. 펄스 반복시간은 9~40ms, 주파수범위는 0.
- 또한, 그때의 중심주파수의 스펙트럼 레벨은 각각, 115d8 120 dB. 130 dB을 나타내어 주파수가 높아 질수록 높은 경향을 나타내었다. 따라서, 저주파수역인 주파수에서는 참돌고래는 3중의 클릭음을 발하여 목표물의 식별을 용이하게 하고 있음이 예상되었다.
- 60kHz. 7.22kHz, 5.10kHz를 나타내었고, 펄스폭은 각각 1.4ms, 2.3ms, 5.1ms를 나타내었으며, 스펙트럼 레벨은 각각 101 dB 113dB, llldB-a- 나타내었다. 따라서, 고주파역에서는 주파수가 낮을수록 펄스폭은 커지며, 스펙트럼 레벨도 높아지는 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었다.
- 82kHzS. 높아짐에 따라 펄스폭이 22.4ms, 20.5ms, 11.9ms를 나타내어 주파수가 높아질수록 펄스폭이 좁아지는 경향을 나타내었으며, 또한 3중의 클릭음을 발하여 목표물의 식별을 용이하게 하고 있음이 예상되었다.
- 1ms를 나타내었으며, 스펙트럼 레벨은 각각 101 dB 113dB, llldB-a- 나타내었다. 따라서, 고주파역에서는 주파수가 낮을수록 펄스폭은 커지며, 스펙트럼 레벨도 높아지는 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었다.
- 130 dB을 나타내어 주파수가 높아 질수록 높은 경향을 나타내었다. 따라서, 저주파수역인 주파수에서는 참돌고래는 3중의 클릭음을 발하여 목표물의 식별을 용이하게 하고 있음이 예상되었다.
- 4ms를 나타내었으며, 중심주파수의 스펙트럼 레벨 110d3로 거의 동일하였다. 따라서, 참돌고래는 목표물의 원근에 따라 펄스반복주기를 조절할 수 있는 기능도 보유하고 있는 것이 예상되었다.
- 3(c)은 본선의 기관을 끄고 수중환경소음을 측정하여 분석한 것으로서 주파수의 특성이 없으며, 3 kHz 주변에서 스펙트럼 레벨은 10548이었다. 따라서, 측정지점에서는 그 음원의 특성에 따라 각기 다른 음향특성을 나타내고 있음을 알 수 있었으며, 저주파 영역에서는 강한 잡음으로 혼입될 수 있을 것으로 예상된다.
- 따라서, 측정지점에서의 참돌고래는 단일 클릭 음과 이중 클릭음을 발하며, 때로는 1열 이중 클릭음을 2개 발하고 있는 것으로 나타났다.
- 63kHz 를 나타내었으며, 스펙트럼 레벨도 100-125JB 범위를 나타내었다. 또한, 이들은 단일 클릭음, 이중 클릭음, 삼중 클릭음 등 다양한 음을 사용하고 있음을 알 수 있었다.
- 이상에서 볼 수 있는 바와 같이 불과 5초의 압 축시간열상에 펄스폭은 2.40-8.40ms, 펄스반 복시간은 9~ 40ms, 주파수 범위는 Q.60 ~ 10.63kHz 를 나타내었으며, 스펙트럼 레벨도 100-125JB 범위를 나타내었다. 또한, 이들은 단일 클릭음, 이중 클릭음, 삼중 클릭음 등 다양한 음을 사용하고 있음을 알 수 있었다.
- 40ms. 펄스 반복시간은 9~40ms, 주파수범위는 0.60~ 10.63kHz를 이용하고 있음을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 이러한 다양한 음을 이용하는 것이 참돌고래이나 어떠한 상태에서 어떠한 음을 어떻게 이용하고 있을까에 대해서는 아직 많은 연구가 계속되어야 규명할 수 있을 것이리라 생각된다.
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