SAVEX15 실험에서 수집된 선박소음의 수심 및 거리에 따른 DEMON 성능 분석에 관한 연구

Abstract

수중에서 표적을 탐지하고 식별하기 위해서 소나가 효과적인 수단으로 사용된다. 그 중에서 수동소나는 목표에서 방사된 소음을 이용하여 탐지 및 식별하기 때문에 수신기의 위치가 노출되지 않아 중요하게 이용된다. 수동소나에 수신된 표적의 방사소음 신호에는 표적을 구성하는 기계적인 장비나 표적의 이동에 따라 각기 다른 고유한 특성이 포함되어 있기 때문에 그 특성을 확인하여 표적을 식별할 수 있다. 수신된 신호는 LOFAR(LOw Frequency Analysis and Recording)와 DEMON(Detection of Envelope Modulation On Noise) 등의 기법을 이용한 신호분석을 통해 고유한 소음 특성을 확인하여 표적을 식별하게 된다. 방사소음 신호 중 프로펠러 정보(프로펠러 축 회전 수, 날개 회전 수 등)와 관련된 소음을 식별하기 위해서 DEMON 기법이 주로 활용되고 있다. 현재까지 이러한 기법을 적용하여 소음특성을 효율적으로 분석하기 위해 많은 연구가 진행되어 왔고 주로 기법적인 측면에서 분석결과를 향상시키는 방향으로 연구가 진행되었다. 하지만 실제로 원거리에서 전파되는 방사소음은 복잡한 해양환경 변동성으로 인해 음향학적 특성이 변형되어 표적의 식별 성능이 저하된다. 따라서 해양환경에 의해 방사소음이 변형되는 기작을 이해하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 해상실험에서 수직선배열 수신기(VLA, Vertical Line Array)를 이용하여 측정한 선박소음 자료를 활용하여 해양환경과 수신되는 방사소음의 상관성을 파악하고자 하였다. 측정된 선박 방사소음자료를 DEMON 기법에 적용하여 선박의 소음 특성을 추출하고 운항정보와 비교하였으며, 거리와 수심에 따라 DEMON 성능을 확인하고 측정해역의 음속구조와 상관성을 분석하였다.