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소형수조에서 음향재료의 반향음감소와 투과손실 측정시스템 구성
Measurement System for Performance Evaluation of Acoustic Materials in a Small Water Tank 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.30 no.2, 2011년, pp.63 - 72  

신미루 (한국해양대학교 해양공학과) ,  조정홍 (한국해양대학교 해양공학과) ,  이경택 (한국해양대학교 해양공학과) ,  김재수 (한국해양대학교 해양공학과) ,  전재진 (국방과학연구소) ,  함일배 (국방과학연구소) ,  강창기 ((주)화승알앤에이)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Since the detection probability is critically dependent on the target strength (TS) in active sonar and on the radiated noise level (RNL) in passive sonar, the acoustic materials for echo reduction (ER) and transmission loss (TL) are widely used for the stealth of underwater targets. In this paper, ...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수중표적의 장점은? 수중표적은 기계소음, 유체소음, 추진소음과 같은 수중방사소음 (underwater radiated noise)을 감소시킴으로써 수동소나에 의한 피탐지확률을 감소시킬 수 있으나, 수중표적의 탐지에는 능동소나와 수동소나 두 가지 형태의 소나를 함께 사용하는 것이 일반적이므로 피탐지 확률의 효과적인 감소를 위해서는 음향표적강도 (acoustic target strength)를 줄일 수 있는 방안도 요구된다. 선진국에서는 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 부착형 음향 재료를 이용한 수중방사소음 및 음향표적강도의 감소기술이 적용단계에 있다.
ER이란? ER은 반향음의 음향에너지 감소량을 나타내는 수치로서, 이론적으로 물과 음향재료의 임피던스 비와 파수에 의한 식으로 표현할 수 있으며 [7], 평면파 확산의 정의에의하여 식 (1)과 같이 표현된다 [8].
선진국에서의 음향표적강도 (acoustic target strength)를 줄일 수 있는 방안 연구는 어떤 기술이 어느 단계에 있는가? 수중표적은 기계소음, 유체소음, 추진소음과 같은 수중방사소음 (underwater radiated noise)을 감소시킴으로써 수동소나에 의한 피탐지확률을 감소시킬 수 있으나, 수중표적의 탐지에는 능동소나와 수동소나 두 가지 형태의 소나를 함께 사용하는 것이 일반적이므로 피탐지 확률의 효과적인 감소를 위해서는 음향표적강도 (acoustic target strength)를 줄일 수 있는 방안도 요구된다. 선진국에서는 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 부착형 음향 재료를 이용한 수중방사소음 및 음향표적강도의 감소기술이 적용단계에 있다. 음향표적강도를 감소시키는 무반향 코팅재 기술은 2차 세계대전 기간에 Alberich라는 코드명으로 독일에서 시작되었고 10 kHz에서 18 kHz까지 약 15 %의 반향음을 감소시켰다.
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참고문헌 (11)

  1. Stan Zimmerman, Submarine Technology for the 21st Century, Trafford Publishing, Victoria, 1990. 

  2. 정우진, 한승진, 김원호, 신구균, 전재진, "소나 돔 음향창 시편 투과손실 측정/분석 방법 고찰," 한국소음진동공학회논문집, 16권 7호, 729-738쪽, 2006. 

  3. E. E. Mikeska and J. A. Behrens, "Evaluation of transducer window materials," J. Acoust. Soc., Am. vol. 59, no. 6, pp. 1294-1298, 1976. 

  4. D. H. Trivett and A. Z. Robinson, "Modified Prony method approach to echo-reduction measurements," J. Acoust. Soc., Am. vol. 70, no. 4, pp. 1166-1175, 1981. 

  5. Anthony J. Rudgers and Christine A. Solvoid, "Apparatusindependent acoustical-material characteristics," J. Acoust. Soc., Am. vol. 76, no. 3, pp. 926-934, 1984. 

  6. J. C, Piquette, "Technique for detecting the presence of finite sample-size effect in transmitted-wave measurement made on multilayer underwater acoustic panels," J. Acoust. Soc., Am. vol. 90, no. 5, pp. 2831-1361, 1991. 

  7. R. J. Bobber, Underwater Electroacoustic Measurements, Chap.6, pp. 287-294, Naval Research Laboratory, Washington, D.C., 1970. 

  8. Victor F. Humphrey, Stephen P. Robinson, John D. Smith, Michael J. Martin, Graham A. Beamiss, Gary Hayman and Nicholas L. Carroll, "Acoustic characterization of panel materials under simulated ocean conditions using a parametric array source," J. Acoust. Soc., Am. vol. 124, no. 2, pp. 803-814, 2008. 

  9. R. J. Urick, Principles of Underwater Sound, 3rd ed., Chap.9, pp. 291-293, McGraw-Hill Book Company, New York, 1983. 

  10. R. J. Bobber, Underwater Electroacoustic Measurements, Chap.6, pp. 24-26, Naval Research Laboratory, Washington, D.C., 1970. 

  11. L. M. Brekhovskikh, Waves in Layered Media, Chap.1, pp. 1-78, Academic Press, Inc., New York, 1960. 

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