초록 ▼

본 연구는 음향홀로그래픽법을 이용하여 복합구조물에서 발생되는 소음 및 이상음 등의 발생위치를 정확하게 측정할 수 있는 측정시스템을 개발하고, 실음장실험을 통하여 그 유효성을 검증한다. 연구에 앞서 음향 홀로그래픽법을 사용한 주변의연구들을 조사하고, 원거리 음장 음향홀로그래픽법을 사용한 측정면상에 배열한 마이크로폰의 간격과 부분 어레이의 길이 및 음원과 측정면간의 거리를 수치시뮬레이션을 통하여 결정하였다.다음으로 수치해석이 가능한 모델 음장을 설정하여 고감도 마이크로폰으로 측정시스템을 구성하고 정상적인 음에 대하여 본 연구에서

본 연구는 음향홀로그래픽법을 이용하여 복합구조물에서 발생되는 소음 및 이상음 등의 발생위치를 정확하게 측정할 수 있는 측정시스템을 개발하고, 실음장실험을 통하여 그 유효성을 검증한다. 연구에 앞서 음향 홀로그래픽법을 사용한 주변의연구들을 조사하고, 원거리 음장 음향홀로그래픽법을 사용한 측정면상에 배열한 마이크로폰의 간격과 부분 어레이의 길이 및 음원과 측정면간의 거리를 수치시뮬레이션을 통하여 결정하였다.다음으로 수치해석이 가능한 모델 음장을 설정하여 고감도 마이크로폰으로 측정시스템을 구성하고 정상적인 음에 대하여 본 연구에서 구현한 기준 마이크로폰법에 의해 주사형음향 홀로그래픽법으로 음원위치 측정실험을 하였다. 이때 발생음은 정현파의 순음이다.실험분석 결과, 기준 마이크로폰법의 경우 기준마이크로폰에 수음된 신호를 기준신호로 잡아 측정용 마이크로폰에 수음된 신호와 크로스 스펙트럼 알고리즘에 의해 음원의 위치를 추정한다. 발생음원과 동일성분의 잡음 및 반사파가 기준 마이크로폰과 측정용 마이크로폰에 동시에 수음될 때 분해능이 저하 된다. 그리고 다수의 음원이 존재할 때는 음원의수 만큼 기준 마이크로폰이 있어야 하므로 측정에 문제점이 있다.따라서 이러한 문제점들을 개선 보완하기 위해 마이크로폰을 배열한 어레이 마이크로폰으로 빔패턴을 형성하여 기준신호로 이용하는 주사형 빔포밍 음향홀로그래픽법을 제안하였다.S/N비가 28㏈인 실제음장에서 기준마이크로폰법과 빔포밍법을 이용하여 음원의 위치를 측정한 결과, 후자의 방법이 약 20%이상 분해능 향상을 가져왔다.다음으로, 메이커에서 생산되는 고감도의 마이크로폰을 이용하여 측정시스템을 구성할경우에는 많은 비용이 요구된다. 따라서 측정시스템의 저렴화를 위해 염가의 콘덴서 마이크로폰을 이용하였으며, 음원위치 측정의 정확도를 파악하기 위해 측정실험을 하였다. 이때 측정실험은 잔향과 반향신호가 존재하는 일반강의실이며 두음원간의 거리를 40㎝로 한이중음원으로 실험하였다. 측정실험은 전술한 어레이 마이크로폰에 의한 빔포밍법으로 음원의 위치를 측정하였다. 실험결과, 두음원간의 실제 설정거리에 비해 약 0.25%이내의 오차로 나타났다.

Abstract ▼

This paper describes computational simulations andexperimental results of the scanning acoustic holographic method which is known toestimate exactly an absolute position of sound sources.The experimental conditions of a measuring system such as the intervals ofmicrophones, the size

This paper describes computational simulations andexperimental results of the scanning acoustic holographic method which is known toestimate exactly an absolute position of sound sources.The experimental conditions of a measuring system such as the intervals ofmicrophones, the size of measuring surface and the distance of between the soundsources and the measuring surface are set up to satisfy the space Nyquist theory bythe computational simulations. We were consisted of the measuring system based onthe simulated optimal conditions, and the estimation of sound source position is carriedout by using the cross correlation method(reference microphone method) and thebeamforming method.The acoustic holography method using the reference microphone method seems tobe reduced in the resolution under same order of noise components between thereference microphone and the measuring microphones, and it requires many referencemicrophones in the case of multiple sound sources.In order to solve the above problems, this paper proposes a beamforming acousticholographic method which is based on a beam signal from the linear array microphones.Comparison result of the reference microphone method and beamforming method under28㏈ of S/N shows that the latter is improved at least 20 percent more than the first inthe resolution of estimating an absolute position.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 연구계획서...3
• 연구결과요약문(국문)...6
• 연구결과요약문(영문)...8
• 목차...9
• I. 서론...10
• II. 음향홀로그래픽법의 기본 원리...11
• II-1. 음향홀로그래픽법의 수학적 배경...11
• II-2. 수치 시뮬레이션...15
• III. 기준마이크로폰법을 이용한 음원위치 추정법...20
• III-1. 이론적 배경...20
• III-2. 측정시스템의 구성 및 데이터 처리과정...23
• III-3. 실제음장에서 측정실험...27
• IV. 빔포밍을 이용한 음원위치 추정법...30
• IV-1. 이론적 배경...30
• IV-2. 측정시스템 및 데이터 처리과정...32
• IV-3. 실제음장 측정...35
• V. 기준 마이크로폰법과 빔포밍법을 이용한 음원위치 측정 정확도...37
• VI. 일반 콘덴서 마이크로폰을 이용한 실제음장 측정실험...39
• VI-1. 측정시스템 구성...39
• VI-2. 실제음장측정...41
• VII. 고찰...44
• VIII. 결론...44
• 참고문헌...46
• 연구수행관련 논문발표 목록서...48
• 자체평가서...49