[논문]다중 소노부이 체계의 신호합성기 및 성능검증용 시뮬레이터 개발

이수형; 박상배; 한상규; 권범수

doi:10.9709/jkss.2021.30.2.011

다중 소노부이 체계의 신호합성기 및 성능검증용 시뮬레이터 개발
Development of Synthetic Signal Generator and Simulator for Performance Evaluation in Multiple Sonobuoy System 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.30 no.2, 2021년, pp.11 - 22

이수형 () , 박상배 (위덕대학교 에너지전기공학부) , 한상규 (한화시스템 해양연구소) , 권범수 (한화시스템 해양연구소)

초록
AI-Helper

소노부이(sonobuoy)는 넓은 지역을 빠르게 탐색할 수 있다는 장점으로 인해 P-3 초계기를 이용한 전투체계에서 매우 중요한 음향센서로 사용되고 있다. 소노부이 시스템을 개발하고, 이를 실제 전투체계에 성공적으로 적용하기 위해서는 다양한 해상시험을 통해 소노부이 시스템의 성능을 검증하여야 한다. 그러나 실제 해상 시험은 많은 시간과 노력이 동반되기 때문에 다양한 해상시험 데이터를 확보하기는 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 실제 해상시험을 수행하지 않고서도 소노부이 시스템의 성능을 검증할 수 있는 모의 신호합성기를 개발하였고, 소노부이 시스템의 효과도를 분석할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 실제 수중 소음원의 특성을 고려하여 표적신호를 합성하였으며, 음파전달특성 등 실제 해양환경과 유사한 조건을 고려하여 소노부이용 신호합성기를 개발하였다. 시뮬레이터 개발에서는 HMI(Human Machine Interface) 기법을 사용하여 운용자 편이성을 높였으며, 다양한 조건에서 소노부이 시스템의 성능을 검증할 수 있도록 설계하였다. 개발한 신호합성기 및 시뮬레이터는 P-3 초계기를 이용한 전투체계에서 최적의 소노부이 배치 등 작전 효과도를 분석하는데 유용한 도구로 사용 될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sonobuoy is widely used as a very important sensor in combat management system using P-3 patrol aircraft due to its advantages of rapid searching into wide exploration range. It is necessary to verify the performance of developed sonobuoy system using various maritime test data in order to be successfully applied in combat management system. But it is difficult to acquire various real maritime data because it needs much time and effort. Therefore we have developed in this paper a synthetic signal generator and a simulator that they can verify the performance of sonobuoy system and evaluate its operational effectiveness without conducting maritime test. We have synthesized target signals based on the characteristics of underwater sound sources, and then developed the synthesized signal generator which consider to sound propagation etc. like as underwater environment. And in the simulator development we use a HMI technique to enhance the convenience of operator, and design to verify the performance of sonobuoy system. The developed signal generator and simulator can be used as useful tools to evaluate the operational effectiveness such as optimal deployment of sonobuoy in combat management system using P-3 patrol aircraft.

주제어

표/그림 (25)

그림 Fig. 1. Sonobuoy of Surface Combat Management System
그림 Fig. 2. Structure of Sonobuoy Sensor
그림 Fig. 5. Preprocessing of DIFAR Transmission Signal
그림 Fig. 3. Time Delay for Beamforming
그림 Fig. 4. Dipole Beampattern of Directional Sonobuoy Sensor
그림 Fig. 6. DIFAR Signal Processing
그림 Fig. 8. Demodulation Algorithm in Surface Flatform
그림 Fig. 7. Output Spectrum of Sonobuoy Signal
그림 Fig. 9. Multiple Sonobuoy System
그림 Fig. 10. Deployment of Multiple Sonobuoy
그림 Fig. 11. Propagation of Target Signal in Underwater
그림 Fig. 12. Synthesis of Sonobuoy Output Signal
그림 Fig. 13. Target Signal Synthesis Model
그림 Fig. 14. Tonal Signal Synthesis using Frequency Jitter
그림 Fig. 15. Results of Variable Frequency Line Width
그림 Fig. 16. Synthesis of Sonobuoy Transmission Signal
그림 Fig. 17. Synthetic sonobuoy sensor signal
그림 Fig. 18. Frequency spectrum of sonobuoy sensor signal
그림 Fig. 19. LOFAR display of sonobuoy sensor signal
그림 Fig. 20. DEMON spectrum of sonobuoy sensor signal
그림 Fig. 21. DEMON display of sonobuoy sensor signal
그림 Fig. 21. Scenario Editor
그림 Fig. 22. Ship Modeling Window
그림 Fig. 23. Sonobuoy Simulation Window
그림 Fig. 24. Processing Result Window of DIFAR Processing

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