• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1465-1471
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• 2007

수중음향통신 링크는 육상에서의 통신 링크와 비교했을 때, 물과 공기라는 매질의 차이, 음파와 전자기파라는 전달 파의 차이로 인하여 링크 해석에 있어서 수중음향통신 환경 고유의 특성을 고려한 링크 해석이 필요하다. 본 논문에서는 수중에서 음파를 이용한 무선통신의 매질로서 바다 속을 경로 손실, 흡음, 환경 잡음 측면에서 수중음향통신 링크 예산 수립에 적합하도록 음향학 기반의 지식을 해석하고 고찰하였다. 우리나라 연안에서의 흡음 계수 및 잡음 레벨에 대해서 분석하고 흡음 계수 및 잡음 레벨을 고려한 수중음향통신 주파수 대역 선정 방법을 제시하였다. 또한, 수중음향채널 링크 해석 결과의 적용 예로서 수중음향통신 시스템에서 널리 사용되고 있는 주파수 대역 중에서 25kHz 중심 주파수를 사용하고 전송 속도 10kbps, 목표 전달 거리 1km, 목표 비트 오율 $10^{-3}$인 QPSK 수중음향통신 시스템의 천해 동작환경을 고려한 이상적인 AWGN 환경에서의 링크 예산 수립 예를 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권6호
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• pp.75-81
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• 2001

본 논문에서는 근거리 효과를 이용하여 음원의 위치를 추정하는 탐지 기법을 해양환경에 적용할 경우에 발생할 수 있는 위치추정 오차에 관하여 분석하였다. 삼각 (triangulation) 알고리듬과 파면곡률 (wavefront curvature) 알고리듬 등을 이용하는 근거리 탐지 기법은 음파가 2차원 평면 (방위, 거리)에서 전달된다고 가정한다. 그러나 해양환경은 2차원 평면이 아닌 3차원 공간 (방위, 거리, 수심)이므로 음파전달에 따른 오차가 발생할 수 있다. 3차원 공간을 가정한 경우에도 해양에서의 다중경로 음파전달을 고려하지 않았다면 역시 오차가 발생하게 될것이다. 근거리 탐지 기법의 위치추정 오차를 분석하기 위하여 다중경로 음파전달모델과 파면곡률을 이용한 초점 빔형성 (focused beamforming)기법을 이용하여 시뮬레이션하였다. 분석결과 수중음속구조, 해저면 수심, 해저면 경사와 음원의 거리 등에 따라 위치추정 오차가 달라짐을 볼 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39B권6호
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• pp.360-369
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• 2014

수중 음파 센서 네트워크를 이용하여 수중 환경의 자료를 수집하고 이를 이용하여 오염도를 측정하거나 자연재해를 예방하는 등의 연구가 진행되고 있다. 수중에서 수집된 자료는 음파 통신으로 지상의 통신 개체로 전달된다. 수중 환경은 지상 환경에 비해 전송 속도가 낮고, 전송 지연이 빈번히 일어나는 등 통신 성능이 좋지 않기 때문에 지상의 무선 통신에서 사용되는 보안 기술을 그대로 적용시키는 것이 어렵다. 이로 인해 보안 기술을 배제한 체 통신 기술만 사용할 경우 전송되는 자료가 공격자에 의해 탈취되거나 위 변조 되는 등의 보안 위협에 노출될 수 있다. 그렇기 때문에 개체 간의 신뢰성을 입증해 주고, 암호화 통신을 위한 비밀키를 공유하는 인증 및 키 발급 프로토콜 등과 같은 보안 기술이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 수중 환경을 위해 경량화한 인증 및 키 발급 프로토콜인 UW-AKE을 제안한다.

• 한국음향학회지
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• 제39권3호
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• pp.216-225
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• 2020

본 논문은 음선 경로법에 기반한 광대역 수중음향 전달 채널을 모델링하는 방법을 다루었다. 수중음향 전달 채널은 종종 주파수 영역에서 시간 조화 함수로 취급되어, 광대역 시계열 신호 모의 시 활용이 어렵다. 따라서 수중 음파 전달 환경을 반영한 광대역 시간영역 모델링 기법이 요구되며, 본 논문에서는 이를 위해 시간영역에서 다중 경로의 도달 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석 기법을 활용하였다. 또한 연속 시간의 파동방정식으로부터 산출된 고유 음선의 분석 결과를 컴퓨터 모의가 가능한 이산시간 시스템에 적용하기 위해, 음선의 위상, 주파수별 손실 및 도달 시간지연을 유한 임펄스 응답으로 근사하여, 광대역 수중음향 전달 채널을 모의하는 방법을 제안하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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• pp.405-406
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• 2004

지금까지 해양과 해양에서 음향현상의 가시화는 정적이고 평면적이어서 시,공간적으로 끊임없이 변화하고 있는 현상을 이해하는데 어려움이 있었다. 최근에 가상현실에 대한 많은 관심과 연구로 과학적 가시화 기술은 많은 발전을 가져와 그 적용역역을 점차로 넓혀가고 있다. 이에 지금까지 평면적이고 정적이었던 수중에서의 음향현상도 이를 이용하여 구체적이고, 공간적이고 동적인 표출이 가능하게 되었다. 이러한 접근으로 눈에 보이지 않는 바닷속과 그 안에서의 음향현상을 마치 우리가 살고 있는 실제 공간처럼 3 차원적으로 표현 함으로서 해양에서 일어나는 음향현상에 대한 연구/분석의 현실성을 높일 수 있게 되었다. 3 차원 개체로서 입체화 된 음파전달 현상의 가시화로부터 또다른 정보를 얻을 수 있는 가능성에 대해서 검토해 보고자 한다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제10권4호
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• pp.52-61
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• 2007

Temporal and spatial variations of sea water largely affect on the pattern of underwater sound propagation. Acoustic environmental changes and their effects on underwater sound propagation in the northern part of the East Sea, which have been poorly studied mainly due to lack of observations, are investigated by analyzing the hydrographic data acquired since 1993. Severe changes in acoustic environments are associated with various physical processes such as deep convection, thermal fronts, and eddies in the northern part of the East Sea. Spatio-temporal variations of sound speed field and the layer of the maximum sound speed are categorized into six typical cases. Using a sound source of 5 kHz, acoustic transmission losses are calculated range-independently for the six typical cases. Significant differences among the patterns of transmission loss in the six cases suggest that a different tactics are required when we operate in the northern part of the East Sea.

• 한국음향학회지
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• 제11권3호
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• pp.67-73
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• 1992

電磁誘導形 音源裝置는 짧은 펄스의 음파를 수중에 放射시킬 수 있어, 높은 距離分解能이 요구되는 해저 탐사용 음원 또는 수중 음파전달 특성시험용 음원등으로 널리 이용될 수 있다. 본 연구에서는 Eisenmenger가 제안한 형태의 電磁誘導形 音源裝置를 설계 제작하여, 放射되는 음파의 파형을 관찰하고, 그 주파수 특성을 분석하였다. 제작된 음원으로부터는 약 한 주기의 짧은 충격 펄스의 초음파가 얻어졌으며, 그 음압은 진동판의 두께가 얇은 경우에 크며, 콘덴서의 용량에 비례하여 증가하였다. 발생된 초음파의 중심 주파수는 振動板의 두께가 두꺼운 경우에 높으며, 콘덴서 용량이 증가할수록 낮아지고, 대역폭도 좁아졌다.

• 한국음향학회지
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• 제41권6호
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• pp.601-609
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• 2022

2007년 8월 동해 연안에서 연안용승 현상이 발생 되었고, 이에 따른 수직적인 수온과 염분 자료가 실시간 해양관측부이를 통해 획득되었다. 시계열 관측자료를 기반으로 연안용승 발생 전·중·후의 수직적인 음속구조를 산출하였고, 연안용승의 수평적인 규모와 실제 해저지형 등을 고려한 음향모델링을 통해 연안용승이 수중의 음파 전달과 탐지환경에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 포물선 방정식 모델을 이용한 저주파(500 Hz) 음파 전달손실과 심도별 표적 탐지거리를 비교·분석한 결과, 동해 연안에서 용승이 발생하면 그렇지 않은 일반적인 음탐환경에 비해 최대 약 10 dB의 탐지이득을 기대할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한, 이번 연구를 통해 용승 전·후 약 2 ~ 3일의 짧은 기간 내에서도 음파전달 특성이 크게 달라질 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제42권1호
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• pp.16-24
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• 2023

해수의 염분은 수중 음속 산출에 있어 영향을 적게 미치는 변수로 알려져 있다. 본 연구는 여름철 양쯔강(장강) 희석수가 동중국해로 확장하는 과정에서 양쯔강 하구 인근 해수의 저염분이 음속의 수직구조에 어떻게 영향을 미치는지를 파악하였다. 음속 산출에 활용된 염분을 관측치와 고정값으로 구분 후 각각의 음속을 비교한 결과, 양쯔강 희석수의 영향으로 염분약층이 수온약층보다 강하게 형성되는 경우 음속이 상이하게 나타났다. 또한, 음원을 수온약층의 중간 심도에 위치하여 음선경로를 추적한 결과 염분약층이 강한 경우 고정된 염분으로 계산된 음속에서는 확인되지 않는 수중음파통로가 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구는 여름철 저염분수에 의한 강한 염분약층이 형성된 조건에서 음속 산출 시 Expandable Bathy Thermograph(XBT)보다는 실제 염분이 고려된 관측기기인 Expendable Conductivity Temperature Depth(XCTD)와 Expendable Sound Velocimeter(XSV)의 활용이 중요함을 제시한다.

• 한국음향학회지
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• 제34권2호
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• pp.108-116
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• 2015

수중 음향 벡터센서는 음압 뿐 아니라 음파의 진행 방향에 관한 정보를 측정할 수 있는 센서이다. 본 논문에서는 미세 외팔보를 이용한 수중 음향 벡터 센서를 구현하기 위해 음향학적 이론을 바탕으로 음향과 기계 구조물의 상호작용을 이론적으로 정립하고자 하였다. 감응 방식으로 압전 효과를 이용한 두 가지 유니모프(unimorph)형태의 모델을 제시하였으며, 제시된 모델에 대하여 압전 미세 외팔보의 거동을 집중 질량 모델을 통해 음파가 임의의 주파수와 각도를 가지고 미세 외팔보로 입사할 때 나오는 신호의 크기를 구할 수 있는 전달함수를 유도하였다. 또한 이를 바탕으로 매우 얇고 유연한 구조물로 미세 외팔보를 설계하면 매질의 입자 속도에 관한 정보를 직접적으로 측정 가능한 센서로 활용할 수 있다는 것을 확인하였다.