경기기술마켓

[한국해양과학기술원] 복수의 그룹 빔 형성 기법을 이용한 수중 음원 방향성 탐지 방법

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

복수의 그룹 빔 형성 기법을 이용한 수중 음원 방향성 탐지 방법

보유기관 및 연구자 : 한국해양과학기술원 / 조성호

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발 배경: · 최근에는 생물 표적 또는 비생물 표적에 의한 수중 음원의 방향성을 탐지하기 위한 다양한 수중 센서가 개발되고 있음
- 수중 음향 센서를 적어도 하나 이상을 사용하는 수중 음원 탐지 시스템은 수상 또는 수중에서 운용되는 수상 또는 수중 이동체에 탑재되고, 수중 음향 센서에서 감지된 감지 신호를 분석하여 수중 음원의 방향성을 탐지

기존기술 한계: · 탐지 주파수가 결정되면 각 수중 음향 센서 간의 간격을 고정하여 수중 음향 센서를 설치하기 때문에 수중 음향 센서의 고정된 위치로 인해 제한된 구역에 대한 수중 음원만 감지할 수 있는 한계
· 방위 추정을 위한 수중 음향 탐지 기술의 경우에, 배열 센서를 구축하기 위해 고가의 설치 비용이 소요되고, 그만큼 유지보수 비용 또한 고가

개발기술 특성: · N개의 센서를 2차원 평면 또는 3차원 공간상에서 자율적으로 배치하여 표적을 탐지 할 수 있음
- 구조물에 맞춰서 센서의 배열이나 위치를 설계할 수 있으며, 기존의 수중 음향 센서보다 공간적으로 소형화가 가능하고, 소형화로 인한 이동성이 용이

기술 구현: · 주파수 간의 빔 패턴을 조합하는 그룹 빔 형성 기법(GBF)을 통해 저주파 대역에서도 주배엽의 폭이 기존의 컨벤셔널 빔 형성 기법(CBF)에 비해 줄어들어 탐지 성능 및 방위 정확도가 향상
· GBF 기법에서 조합되는 빔 패턴 수에 따라 해상력이 증가할 수 있으며, 적은 수의 센서를 이용해 높은 탐지 성능을 도출할 수 있는 효과
· 에일리어싱에 의한 부배엽이 기존의 CBF 기법에 비해 현저히 줄어들고, 단일 주파수에서 미세하게 발생한 부배엽도 상쇄되어 오탐지 방위에 대한 모호성이 상쇄, 표적 탐지 성능이 향상

수중 음원 방향성 탐지 시스템의 구성

시장동향: · 해양관련 산업에 의한 간접 총 부가가치는 15억 7,000만 파운드(약 2.2조 원)였으며, 직간접을 합할 경우 3억 7,00만 유로(약 4.5조 원)로 GDP의 1.7%를 기록
- 세계 해양조사장비 시장의 규모가 2017년 21억 1,000만 달러에서 2022년 27억 4,000만 달러로 성장할 것으로 전망

세계 해양조사장비 시장 규모