강자성체로 구성된 함정은 제작과정에서 발생하는 영구자화(PM, Permanent Magnetization), 지구자기장에 의하여 발생하는 유도자화(IM, Induced Magnetization) 등에 의하여 수중에서 필연적으로 전자기장 신호를 발생시키게 된다. 해저에 설치되어 있는 자기 감응식 기뢰는 함정에서 발생하는 자기장을 감지하여 공격을 하게 된다. 기뢰의 경우 수 많은 전쟁을 통하여 효율성이 입증되어 함정의 접근을 차단하고 함정의 기능을 무력화하기 위한 전략적 가치를 가지고 있기 때문에 기뢰의 개발에 대한 관심이 증가하고 과학 기술 및 산업의 발전을 통해 기뢰의 연구가 상당히 진행되었다.
자기 감응식 기뢰에 의한 피해를 막기 위하여 함정의 자기장을 저감하는 소자(Degaussing)와 탈자(Demagnetization)가 수행되게 된다. 소자는 지구자기장에 의하여 발생하는 유도자기장을 저감하는 방법으로써 함정의 내부에 코일을 통하여 지구자기장의 영향을 상쇄하는 전류를 흘려줌으로써 수행된다. 탈자는 함정의 제작과정에서 발생하는 영구자기장을 저감하는 것으로써 교번하며 줄어드는 연속된 자기장들을 인가하여 히스테리시스 현상을 이용하게 된다.
이러한 함정의 피탐지 기술 개발을 위하여 선진국에서는 1990년대 초부터 함정에서 발생하는 수중 자기장 신호 저감을 위한 다양한 연구를 수행하고 있으며 함정의 정숙화를 실현하기 위한 독자적인 자기처리시설(MTF, Magnetic Treatment Facility)을 함께 운영하고 있다. 최근 국내에서도 함정체계에 함정 자기정숙화 기술 도입의 시급함을 인지하여 연구를 수행하고 있지만 국내 연구는 초기 단계에 머물고 있고, 함정 자기측정 및 자기처리에 관한 주요 알고리즘을 선진국 기술에 의존하고 있다. 또한, 탈자 기법의 경우 이론적인 접근보다는 경험 및 실험에 의하여 사용되어 왔기 때문에 각 탈자 기법들의 장단점 분석은 물론 효과적인 탈자 기법 확립에 어려움이 존재하는 실정이다. 그러므로, 국내에서도 함정의 수중 자기장 신호 저감을 위한 독자기술 확보를 위하여 본 논문에서는 피탐지 기법 중 탈자 기법에 대한 기초적인 원리부터 효과적인 탈자 기법 개발에 대한 연구를 수행하였다.
먼저, 함정의 탈자에 대한 분석을 진행하기 위하여 히스테리시스 모델링 기법 중 하나인 Preisach 모델링을 이용하였다. Preisach 모델링을 통하여 탈자 기법을 결정하는 각 변수들에 대한 탈자 영향을 분석하고 기존에 사용되는 Anhysteretic Deperm, Deperm-ME에 대하여 각각의 장단점에 대하여 분석하였다. 또한 탈자 후 지구자기장에 의하여 재착자 되는 문제를 해결하기 위한 탈자 기법과 함정의 다중재료에 의한 상호작용에 대한 영향을 분석하고 이를 고려한 탈자 기법에 대하여 제안하였다. 제안된 탈자 기법들은 강자성체의 히스테리시스 특성을 Preisach 모델링을 통하여 모사한 뒤 유한요소법과 결합한 프로그램을 이용하여 자계 해석을 수행하여 분석하였다.
다음으로는 제안된 탈자 기법에 대한 해석 결과를 검증하기 위하여 탈자 실험을 수행할 수 있는 탈자 시스템을 설계하였다. 함정의 등가모델로써 속이 빈 원통 시편과 축소된 함정을 제작하고 각 모델들에 대한 탈자 실험을 수행하기 위한 탈자 코일 시스템을 설계하고 제작하였다. 제작된 탈자 시스템에서 제안된 탈자 기법들을 적용하고 자기장을 측정함으로써 검증을 완료하였다.
위 내용을 토대로 본 논문에서는 함정의 피탐지 기법 중 하나인 탈자 기법에 대한 이론적인 원리와 기존의 탈자 기법들에 대한 장단점을 분석하고 개선된 탈자 기법을 제안하고 검증하였다. 이러한 연구 결과를 통하여 함정의 탈자 기술 국산화를 성공하였을 뿐 아니라 실제 환경에서 발생할 수 있는 다양한 문제를 고려한 탈자 기법을 통하여 기뢰에 의한 피해를 최소화하여 국방 분야에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.