능동 소나 시스템에서 고속 탐색을 위한 신호 송신 기법 분석

손우성; 서영광; 김완진; 김형남

doi:10.5573/ieie.2018.55.8.83

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자료유형: 학술저널

저자정보: 손우성 서영광 (부산대학교) 김완진 (국방과학연구소) 김형남 (부산대학교)

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지 전자공학회논문지 제55권 제8호(통권 제489호)

발행연도: 2018.8

수록면: 83 - 93 (11page)

DOI: 10.5573/ieie.2018.55.8.83

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본 논문에서는 수중 환경에서 목표 영역을 빠르게 탐색하기 위한 신호 송신 기법의 탐지 성능과 거리 추정의 결과를 분석한다. 펄스 반복 주기 (PRI, pulse repetition interval) 기반 송신 기법은 레이더와 소나 시스템에서 표적을 탐지하기 위해 사용되는 가장 기본적인 송신 기법이며, PRI 동안 신호를 한 번만 송/수신하므로 목표 영역에 대한 1회 탐색을 수행하는 데 긴 시간이 소요된다. 이러한 문제의 해결 방안으로서, 단일 PRI 동안 모든 빔의 신호를 송신하여 목표 영역에 대한 1회 탐색을 수행할 수 있는 분할된 펄스 길이 (PL, pulse length) 기반 송신 기법과 다중 주파수 기반 송신 기법이 고려되고 있는데, 실제 이들에 대한 특성 및 성능 분석에 대해서는 연구된 결과가 거의 없다. 이러한 측면에서, 본 논문에서는 수중 잔향음 환경과 운동체들의 기동 상황을 반영한 모의실험을 통하여 두 송신 기법을 비교 및 분석하여 다음과 같은 결과를 도출했다. 두 수중 운동체들이 정면 직선 기동할 때 각 송신빔의 에너지가 같다면 두 기법의 탐지 성능은 동일하지만, 다중 주파수 기반 송신 기법에서는 도플러 주파수 추정 오차가 정확한 수신빔의 선택에 영향을 미친다. 두 송신빔의 조향각 사이에 수중 운동체가 존재할 때, 분할된 PL 기반 송신 기법에서는 거리 추정의 오차 범위가 발생하지만, 다중 주파수 기반 송신 기법에서는 발생하지 않으며 표적의 거리를 정확하게 추정할 수 있다.

#SONAR #Signal transmission method #Rapid searching

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Alberto Leon-Garcia, “Probability statistics and random processes for electrical engineering third edition”, Pearson, pp. 453-466, 2009. A. D. Waite, “Sonar For Practising Engineers third edition”, Wiley, 2002. Richard P. Hodges, “Underwater Acoustics, Analysis, Design and Performance of Sonar” Wiley, pp. 63-74, 143-165 , 2010. Qihu Li, “Digital Sonar Design in Underwater Acoustics”, Advanced Topics in Science and Technology in China, Springer, 2012. Michael A. Ainslie, “Principles of Sonar Performance Modeling”, Springer, pp. 251-309, 2010.

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