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근접장 음향 홀로그래피에 의한 수중 음원의 위치 추정
Positional Estimation of Underwater Sound Source Using Nearfield Acoustic Holography 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.24 no.3, 2005년, pp.166 - 170  

윤종락 (부경대학교 정보통신공학과) ,  김원호 (국방과학연구소 음향센서연구팀)

초록
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본 논문은 근접장 음향 홀로그래피를 이용한 수중 음원의 위치를 추정하는 기술에 대한 것이다. 수중 소음원의 식별에 적용 가능함을 실험으로 검증하고 그 결과를 기술하였다. 실험에 사용된 음원은 2개의 구형 센서로 구성되고 음원의 근거리 음압은 음원과 근접된 위치에 설정된 홀로그램 평면에서 측정된다. 측정된 음압에 대한 상호전력 스펙트럼으로부터 홀로그램 평면에서의 복소음압을 구하고 이를 공간 변환하여 음원 영역에서의 음장분포를 구하였다. 음원 영역에서의 음장분포 결과는 음원의 위치와 발생된 음원준위의 크기를 가시적으로 보여주며, 실험 결과는 음원의 위치와 음원준위의 상대적인 크기를 정확하게 추정하고 있어 근접장 음향 홀로그래피를 이용하여 수중 소음원의 위치 추정과 개별 소음원의 기여도 분석이 가능함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the experimental study for the position estimation method of underwater sound source using the Nearfield Acoustic Holography. The result confirms that it can be used in the identification of underwater noise sources. The sound sources in the experimental work consists of 2 spher...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그리고 상호전력 스펙트럼 (cross-power spectrum)을 음장 해석에 도입[9-切함으로서 정상상태의 음원의 경우에는 홀로그램 평면에서의 동시 측정의 제한점을 해소하게 되었다. 음원 영역에서의 음장 해석을 위해 NAH기술과 상호전력 스펙트럼을 접목한 근거리 음압의 공간 변환 이론과 모의시험 결과를 제시[12]하였으며, 이를 근거로 한 수중 음원의 위치 추정에 적용하기 위한 실험을 본 논문에서 수행하였다. 음원 위치의 추정을 위한 음원 영역에서의 음장 분포를 구하기 위해서는 음원을 둘러싼 폐곡면 상에서의 음장 측정이 요구되나, 이를 실험적으로 구현하기에는 어려움이 많기 때문에 음장 측정을 위한 홀로그램 면은 평면으로 구성하고, 근거리 영역에서만 존재하는 감쇄파를 측정하기 위하여 홀로그램 평면은 음원에 최대한 근접한 위치에 배치하여야 한다.
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참고문헌 (12)

  1. A. B. Baggeroer, W. A. Kuperman, and H. Schmidt, 'Matched field processing: Source localization in correlated noise as an optimum parameter estimation problem', J. Acoust. Soc. Am., 83 (2), 571-587, 1988 

  2. J. L. Krolik, 'The performance of matched-field beamformers with mediterranean vertical array data', IEEE Trans. Signal Processing, 44 (10), 2605-2611, 1996 

  3. T. Asturp, 'Acoustic intensity and spatial transformation used to describe the sound field around a seismic vibrator', Proc. of Nordic Acoustical Meeting, 413-415, 1986 

  4. J. D. Maynard, 'Experimental study using nearfield acoustic holography of sound transmission through fuselage sidewall structures', Progress Report, Pennsylvania State Univ., 1984 

  5. J. D. Maynard, E. G. Williams, and Y. Lee, 'Nearfield acoustic holography: I. Theory of generalized holography and the development of NAH', J. Acoust. Soc. Am., 78 (4), 1395-1412, 1985 

  6. W. A. Veronesi, and J. D. Maynard, 'Nearfield acoustic holography (NAH) II. Holographic reconstruction algorithms and computer implementation', J. Acoust. Soc. Am., 81 (5), 1307-1322, 1987 

  7. M. S. Bartlett, 'Smoothing periodograms from time series with continuous spectra', Nature, 161, 686-687, 1949 

  8. J. Capon, 'High-Resolution Frequency-Wavenumber Spectrum Analysis', Proc. IEEE 57 (8), 1408-1418, 1969 

  9. H. G. Ferris, 'Farfield radiation pattern of a noise source from nearfield measurements', J. Acous. Soc. Am. 36, 1597-1598, 1964 

  10. Per Rasmussen, 'Spatial transformation of sound fields', Sound and Vibration, 18-24, 1995 

  11. J. Hald, 'STSF-A unique technique for scan-based acoustic holography without restrictions on coherence', B&K Technical Review, 1, 1989 

  12. 김원호, 윤종락, '근거리 음압의 공간 변환에 의한 음원의 음장 분포 해석', 한국음향학회지, 22 (8), 660-669, 2003 

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