천해 저주파수 정상모드 단·양상태 잔향음 모델 연구

Abstract

본 논문에서는 천해의 거리독립 해양환경에서 정상모드를 이용하여 저주파수 대역의 단상태 및 양상태 잔향음을 계산하는 알고리즘을 제시하였다. 제시한 알고리즘은 잔향음을 계산하기 위하여 소나방정식의 파라미터인 음원-산란체와 수신기-산란체 사이의 전달 손실, 해저면 산란함수와 산란단면적 값을 각각 구하고 이를 통하여 시간에 따른 잔향음을 계산하였다. 정상모드로 전달 손실 계산 시 장거리 전파가 가능한 모드를 조합하여 거리에 따른 전달 손실을 계산하였고, 3차원 산란강도는 모드별 수직·수평파수에 따라 계산된 입사각 및 산란각과 음원-산란체-수신기 사이의 방위각을 고려하여 람베르트 공식(Lambert's Law)을 적용하였다. 산란단면적은 전방위에 대하여 거리별로 각각의 산란지점에 대하여 그 값을 구하는데, 단상태는 원의 면적을 이용하여 계산하였으며, 양상태는 음원과 수신기를 기준으로 한 타원의 면적을 이용하여 계산하였다. 이렇게 계산되어 제안된 정상모드 단상태 및 양상태 잔향음 모델은 미국 ONR(Office of Naval Research)이 지원한 제Ⅰ회 잔향음 모델링 워크샵(Reverberation Modeling Workshop Ⅰ, RMW Ⅰ)에서 수행된 다른 모델 결과들과 비교를 수행하여 검증하였다.