[논문]수중합성환경에서 단상태 능동소나의 성능분석을 위한 표적신호 모의

김선효; 유승기; 최지웅; 강돈혁; 박정수; 이동준; 박경주

doi:10.7776/ask.2013.32.6.455

[국내논문] 수중합성환경에서 단상태 능동소나의 성능분석을 위한 표적신호 모의
Target Signal Simulation in Synthetic Underwater Environment for Performance Analysis of Monostatic Active Sonar 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.32 no.6, 2013년, pp.455 - 471

김선효 (한양대학교 해양융합과학과 해양음향연구실) , 유승기 (LIG 넥스원(주) M&S 연구센터) , 최지웅 (한양대학교 해양융합과학과 해양음향연구실) , 강돈혁 (한국해양과학기술원 해양방위연구센터) , 박정수 (국방과학연구소) , 이동준 (LIG 넥스원(주) M&S 연구센터) , 박경주 (해군사관학교)

초록
AI-Helper

능동소나는 일반적으로 천해에서 존재하는 표적을 탐지하기 위해 사용된다. 신호가 송신되고 표적으로부터 반향되어 되돌아올 때, 표적 반향신호는 다중경로, 거친 해저면 또는 해수면에 의한 산란 그리고 음속구조에 의한 굴절과 같은 다양한 음파전달 특성에 의해 왜곡 되어 수신되며, 이는 표적 탐지를 어렵게 만든다. 그러므로 능동소나의 운용성능 체계에서 표적 신호 모의 시 음파전달 특성을 고려하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 단상태 능동소나 시스템을 고려하였으며, 표적 반향, 잔향음 그리고 주변소음은 각각 시계열 함수로 모의되었다. 마지막으로 전체 수신 신호를 모의하기 위해 위 신호들을 합하였다. 표적의 특징(형태, 위치, 자세각 등)을 반영한 3차원 대표반향점 모델은 음원과 표적 사이에 각각의 다중경로를 고려하여 표적 반향 신호를 모의하였다. 본 논문의 결과는 표적 신호 모의 시 직접파만을 고려한 알고리즘의 결과와 비교하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Active sonar has been commonly used to detect targets existing in the shallow water. When a signal is transmitted and returned back from a target, it has been distorted by various properties of acoustic channel such as multipath arrivals, scattering from rough sea surface and ocean bottom, and refraction by sound speed structure, which makes target detection difficult. It is therefore necessary to consider these channel properties in the target signal simulation in operational performance system of active sonar. In this paper, a monostatic active sonar system is considered, and the target echo, reverberation, and ambient noise are individually simulated as a function of time, and finally summed to simulate a total received signal. A 3-dimensional highlight model, which can reflect the target features including the shape, position, and azimuthal and elevation angles, has been applied to each multipath pair between source and target to simulate the target echo signal. The results are finally compared to those obtained by the algorithm in which only direct path is considered in target signal simulation.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	음향 도파관내에서 시간영역 신호를 모델링하는 방법은 어떻게 나눌 수 있는가?	음향 도파관내에서 시간영역 신호를 모델링하는 방법은 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 주파수영역에서 모의환경에 대한 공간전달 함수들을 계산하고 해양에 존재하는 음원들에 대한 특성을 반영하여 역푸리에 변환을 수행함으로써 시간영역 신호를 모의하는 방법이다.[8] 두 번째는 시간 영역에서 채널 임펄스 응답을 계산하고 음원신호를 합성함으로써 시간영역 신호를 모델링 하는 방법이다. 단일 주파수 신호일 경우 해양의 공간적인 영향을 단시간에 고려하기 위해서는 주파수 영역에서 모의하는 방법을 선호하기도 하지만, 능동소나 시스템의 음원 신호는 유한 길이의 주파수 대역폭을 가지기 때문에 주파수 영역에서 신호 모의 시 주파수 대역에 해당하는 각각의 공간전달 함수를 계산해야 한다.
	능동소나란 무엇인가?	능동소나란 표적을 탐지하기 위해 송신신호를 송출하고 표적에서 반향되는 신호를 수신하여 분석하는 방법을 사용하는 소나시스템이다. 이때 표적 탐지부로 수신되는 음향 신호는 각종 해양소음과 표적의 형태, 자세각에 따른 반향 신호가 다중경로를 통해 전파된 후 잔향음 신호와 함께 수신된다.
	기존의 표적강도 계산 방법으로는 어떠한 것이 있는가?	표적강도는 능동소나 시스템에서 표적탐지여부를 결정하는 중요한 변수로써 표적의 형태, 자세각 그리고 재질 등에 의해 결정된다. 기존의 표적강도 계산 방법으로는 표적 경계에서의 조건을 이용하여 복잡한 표적에서 음파의 후방산란 강도를 모의하는 수치 해석적 방법[12-16]과 해석식을 알고 있는 단순한 형태의 표적강도를 합성하는 방법이 있다.[1-6] 수치 해석 기법은 복잡한 형상을 가지는 표적의 산란해석에 적합하다는 장점을 가지고 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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