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잠수함 수동소나 시뮬레이터 알고리즘
An Algorithm for Submarine Passive Sonar Simulator 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.32 no.6, 2013년, pp.472 - 483  

정영철 (서울대학교 조선해양공학과) ,  김병욱 (서울대학교 조선해양공학과) ,  안상겸 (서울대학교 조선해양공학과) ,  성우제 (서울대학교 조선해양공학과) ,  이근화 (서울대학교 해양시스템공학연구소) ,  한주영 (국방과학연구소 제 6기술연구본부)

초록
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잠수함 소나 운용 요원의 능력을 향상시키기 위한 실제 해상 훈련은 많은 비용과 제약사항이 따른다. 소나 시뮬레이터는 이러한 문제점을 해결하고, 실제와 유사한 전장 환경을 모의함으로써 소나 운용 요원의 능력과 훈련 성과를 극대화시킨다. 본 연구에서는 수동 소나 시뮬레이터의 알고리즘을 제시하였으며, 알고리즘은 기동모듈, 소음원모듈, 소음 전달 모듈의 3가지 모듈로 나뉘었다. 기동모듈은 3차원 좌표계를 이용하여 함정의 기동을 구현하였으며, 시간 간격은 함정의 변침률에 따라 설정하였다. 소음원 모듈은 표적 소음, 해양 배경 소음, 자체소음으로 구성하였다. 표적 소음은 주파수 특성에 따라 비변조 협대역, 변조 협대역, 비변조 광대역, 변조 광대역 신호로 구분하였으며, 톤수와 속력에 의존하는 함정 방사소음 준위를 적용하였다. 해양 배경 소음은 음향도파관 효과가 고려된 바람 소음과 그외 배경 소음으로 모의하였으며, 자체소음은 유체소음과 소나돔 삽입 손실로 모의하였다. 소음 전달 모듈은 음선 기반의 모델을 이용하였으며, 기동 모듈의 각 시간에서 고유음선의 진폭, 위상, 시간지연을 합산하여 주파수 영역에서 표적 소음에 곱하였다. 최종적으로 시나리오에 따른 모의 결과 실제 해양에서 발생하는 소음과 유사한 경향을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Actual maritime exercise for improving the capability of submarine sonar operator leads to a lot of cost and constraints. Sonar simulator maximizes the capability of sonar operator and training effect by solving these problems and simulating a realistic battlefield environment. In this study, a pass...

주제어

#잠수함   #수동 소나   #표적 소음   #자체소음   #해양 배경 소음  

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
소나 시뮬레이터란? 소나 시뮬레이터는 실제 전장 환경에서 소나에 탐지되는 신호와 유사한 시계열 신호를 모델링하는 전산 알고리즘이다.[2] 소나 시뮬레이터는 소나체계의 목적, 탐색모드, 운용체계, 시뮬레이터의 목적 등에따라 분류할 수 있다.
소나체계란? 소나체계는 잠수함이 수중에서 은밀하게 활동하여 적 수상함이나 잠수함을 원거리에서 탐지 및 식별하고 공격할 수 있게 하는 핵심 탑재 장비이다. 현대 잠수함에서 운용하고 있는 소나체계에는 Fig.
소나 시뮬레이터는 어떤 문제점을 해결해주는가? 잠수함 소나 운용 요원의 능력을 향상시키기 위한 실제 해상 훈련은 많은 비용과 제약사항이 따른다. 소나 시뮬레이터는 이러한 문제점을 해결하고, 실제와 유사한 전장 환경을 모의함으로써 소나 운용 요원의 능력과 훈련 성과를 극대화시킨다.
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참고문헌 (22)

  1. W. J. Seong, "A study on technical concept of sonar system equipped next-generation submarine" (in Korean), R.O.K Naval combat development group report (2008). 

  2. D. McCammon, "Active sonar modeling with emphasis on sonar simulators," DRDC Atlantic report, CR 2004-130 (2004). 

  3. J. A. Theriault and D. D. Dellis, "Shallow-water low frequency active sonar modelling issues," Proceedings of the MTS/IEEE Oceans '97 Conference, 672-678 (1997). 

  4. P. C. Etter, "Recent advances in underwater acoustic modelling and simulation," J. Sound Vib. 240, 351-383 (2001). 

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  5. S. K. An, Development of a passive sonar simulator based on ray model, (Master's thesis, Seoul National University, 2011). 

  6. B. U. Kim, Noise simulation and interference pattern analysis for submarine passive sonar, (Master's thesis, Seoul National University, 2013). 

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  12. B. K Choi, B. C. Kim, C. S. Kim and B. N. Kim, "Analysis of dependence on wind speed and ship traffic of underwater ambient noise at shallow sea surrounding the Korean peninsula" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 22, 233-241 (2003). 

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  20. L. M. Brekhovskikh, Waves in layered media (Academic Press, New York, 1980), pp. 1-129. 

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  22. M. F. McKenna, D. Ross, S. M. Wiggins and A. H. John, "Underwater radiated noise from modern commercial ships," J. Acoust. Soc. Am. 131, 92-103 (2012). 

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