해수면 잔향음 신호의 통계적 특성 분석

Abstract

천해 해양환경은 음향채널이 해수면과 해저면에 의해 형성되는 잔향음 제한 환경(Reverberation-limited condition)으로, 해수면과 해저면에 의한 반사 및 산란이 음파 전달에 중요한 요소로 작용하게 된다. 따라서 이러한 음파 산란은 능동 소나(Active sonar)의 수중 표적 탐지에 제한요소로 작용하므로 효과적인 소나 운용을 위해서는 정확한 잔향음 예측모델의 개발이 필요하며, 이를 위해서는 잔향음 신호의 음향학적 특성 연구가 선행되어야 한다. 특히 기존에는 표적 탐지를 위해 단일 주파수를 사용하는 CW(Continuous wave) 신호가 주로 사용되었지만 주파수 변조기법의 발달로 FM(Frequency modulation) 신호가 사용되면서 해양환경 및 표적에 따라 음원 신호의 종류를 선택적으로 운영할 수 있게 되었다. 따라서 최근에는 이러한 신호들을 이용하여 능동 소나의 탐지성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다(Lynch et al., 2005). 본 논문에서는 능동 소나의 탐지성능에 영향을 미치는 소나의 운영환경 및 펄스 타입에 따른 잔향음 특성을 이론적으로 고찰하고 해상 및 수조실험을 통해 획득한 산란 신호로부터 잔향음의 일반적ㆍ통계적 특성을 분석, 제시 한다. 특히 균등분포를 따르는 위상의 통계적 특성을 정량적으로 분석함 으로써 능동 소나의 잔향음 예측모델 개발시 해수면 잔향음 신호의 통계적 특성을 반영할 수 있도록 한다.