음선 이론을 이용한 고주파 양상태 잔향음 시계열 신호 모의

Abstract

양상태 능동소나의 성능예측은 정확한 잔향음 예측이 매우 중요하다. 이러한 양상태 잔향음을 예측하기 위해서는 전방산란 및 후방산란 모델이 필요하며, 단상태 능동소나 성능예측 보다 복잡한 과정이 필요하다. 최근 능동소나는 양상태 형태로 운영되고 있는 추세이다. 이러한 양상태 소나의 성능 평가를 위해 양상태 잔향음을 모의 하였다. 양상태 잔향음을 모의 하기 위해 음 전달은 음선이론을 이용하였고, 산란모델은 Small slop approximation의 양상태 산란을 이용하였다. 양상태 잔향음 준위 계산은 음원-산란체-수신기까지 도달하는 고유음선의 도달 시간을 계산하고, 각각의 잔향음 시간에 해당되는 고유음선들의 에너지 합으로 계산한다. 이때 고유음선 계산을 위한 거리 증분 차이에 따라 고유음선의 개수가 달라지고, 잔향음 준위 또한 다르게 계산 된다. 따라서 고유음선 계산을 위한 거리 증분은 양상태 잔향음 계산의 중요한 인자 중에 하나이다. 본 논문에서는 이러한 거리 증분 변화에 따른 잔향음 준위 변화에 대해 고찰 하였고, 양상태 잔향음 준위 모의를 위한 최적 거리 증분을 로 제안 하였다. 또한, 양상태 잔향음 시계열 신호 모의를 위하여 모든 고유음선에 대한 위상정보 및 도달시간을 사용하였다. 그 결과 산란에 의한 tailing 효과를 정확히 모의 하였으며, 시계열 신호에서 환경에 의한 위상변화를 모의 하였다.; It is very important to predict the reverberation time signals for the active SONAR performances. For the accurate prediction of the reverberation signals (or levels) it is required to choose the scattering models based on the understanding of the backward and forward scattering properties for the ocean boundaries (e.g., sea surface and seafloor), and to estimate the eigenray information (e.g., arrival time of the each path, geometrical angles, and transmission loss, etc.) for each arrival path. In this dissertation, the reverberation time signals and their levels are simulated using the ray theory and the boundary scattering models. Bistatic reverberation is a function of time and all the reverberation contributions over the user-requested sampling times. There are two eigenray paths, one for the paths connecting the transmitter to the scattering cell and the other for the paths connecting the scattering cell to the receiver. We can compute bi-static reverberation by combining these eigenray paths. Therefore, it is very important what we determine the range step( ), because the variation of a range step changes number of eigenray. That caused a level change and phase difference of bistatic reverberation. We suggested the best range step which is (Sound speed times pulse length).