• Title/Summary/Keyword: 후방산란

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Prediction of Backscattering Strength and Volume (동물플랑크톤에 의한 후방산란강도 및 체적복반사음의 예측)

  • 나정열
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1992.06a
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    • pp.127-130
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    • 1992
  • 한국 근해에서 능동소나 (active sonar) 사용시 사용되는 environmental parameters 가운데 하나인 volume reverberation(REv)을 산출하기 위하여 플랑크톤에 의한 후방산란 강도(backscattering strength)에 대한 연구를 하였다. 이를 위하여 수산진흥원 자료(80-89년)중 부유생물조사표에서 후방산란 강도가 다른 종에 비하여 큰 copepoda의 개체수를 평균한 후, 수심별 개체수를 계산하여 수심별, 주파수별(10, 50kHz), 계절별(2월, 8월) 후방산란 강도와 multipath eigenray model을 이용하여 REv를 산출하였다. 예로 사용한 동남해역(zone:S3), 서해중부해역(zone:W3)에서 주파수별 REv는 일반적인 형태인 포기에는 고주파가 높고, 1.5초 이후에는 저주파가 높게 나타났다. 그러나 여름이 겨울보다 플랑크톤 개체수가 많아 후방산란 강도가 크지만(2-5dB), REv는 겨울이 더 크게 나타났다. 이러한 이유는 SVP profile에 의한 pressure 계산결과, 여름에는 ray가 down-ward이고 겨울에는 duct를 형성하여 ray가 거의 direct로 진행하므로 transmission loss가 여름이 크기 때문이다. 또한 ray tracing결과 여름철에는 ray crossing이 많아 겨울에 비하여 fluctuation이 심하게 나타나는 현상을 보이고 있다. 두 지역 이외에도 한국근해의 정확한 REv을 예측하기 위해서는 플랑크톤의 정확한 측정과, 이론적인 수치와 비교할 수 있는 실측치를 얻는 것이 필요하다고 볼 수 있다.

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Distribution of Seagrass (Zostera marina) Beds and High Frequency Backscattering Characteristics by Photosynthesis (잘피 서식지의 분포와 광합성에 의한 고주파 후방산란 특성)

  • Yoon Kwan-Seob;La Hyoung Sul;Na Jungyul;Lee Jae-Hyuk
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.23 no.8
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    • pp.562-569
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    • 2004
  • An experiment for observation of the distribution of the seagrass (zostera marina) beds and characteristics of high-frequency backscattering by the photosynthesis was conducted off the coast. Acoustic data were taken as a function of the grazing angles and the relative azimuth angles on the seagrass beds of which bottom type was sandy-mud. The transmitted source signal was a 120 kHz CW waveform. Mapping of the seagrass beds distribution was drawn up using the seagrass backscattering strength with azimuth and grazing angles. The result of the comparison backscattering strength distribution of the seagrass beds was shown to be the similar to the photograph of real seagrass beds. The seagrass backscattering strength was also compared between day and night to verify the effects of the acoustical scattering by the bubbles of Photosynthetic oxygen formed on the seagrass. In these results. it is clear that observation of the seagrass beds between day and night showed the different characteristics because the bubbles of Photosynthetic oxygen affect the acoustical scattering.

Inverse estimation of boundary characteristics by using underwater reverberation signals (수중 잔향음신호를 이용한 경계면 상태 역추정 알고리즘)

  • 김상균
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • 1996.06a
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    • pp.45-50
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    • 1996
  • 천해에서 얻은 잔향음신호를 역추정 알고리즘으로 분석하여 자료수집 당시의 환경 변수인 해상풍의 세기와 해저면의 상태를 추정하는 방법에 대하여 기술하였다. 소오나 시스템과 잔향음신호 수집 당시의 환경 자료를 알고 있다면 음원에서 방사된 음파가 해수면에 처음 도달하는 시간과 수평입사각을 multipath eigenray model에 의해서 계산할 수 있고 이 정보를 이용하여 수신된 잔향음 신호를 분석하여 해수면에 의한 산란잔향음 준위와 시간을 계산할 수 있다. 해수면 후방산란강도는 수평입사각, 음원의 주파수, 해상풍의 세기 등에 의해 특징지어지며 계산된 잔향음 준위로부터 소오나 방정식을 이용하여 후방산란강도를 알아낼 수 있다. 이 후방산란강도를 입력자료로 하여 Method of Small Perturbation이론과 Chapman과 Harris가 유도한 실험식을 사용하여 입력된 값과 일치할 때까지 후방산란강도를 계산하여 이때의 환경변수를 찾아내었다. 한편 해저면 잔향음신호는 표준화된 후방산란강도값들의 PDF를 만들어 그 분포양상을 분석하였다. 본 논문에서 사용된 알고리즘의 검증을 위해서는 보다 다양한 환경하에서 실시된 많은 음향괸측자료를 필요로 한다.

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Numerical Analysis of the Backscattering Amplitude for a Partially Buried Cylinder on a Flat Interface Using Method of Moments (모멘트법을 이용한 경계면에 부분적으로 파묻힌 실린더의 음향 후방산란에 대한 수치해석)

  • Baik, Kyungmin;Marston, Philip L.
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.33 no.5
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    • pp.282-290
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    • 2014
  • Though there have been advances in the numerical analysis of the acoustic scattering by smooth objects, numerical analysis of the acoustic scattering by the objects that are partially exposed on the interface are still rare. In determining the backscattering amplitude by a partially buried cylinder on a seabed, reverberation by the interface changes the feature of the scattering form function. Current study adopted the Method of moments (MoM) to provide the numerical analysis on the backscattering amplitude for a partially buried cylinder on a flat interface. Suggested numerical analysis showed the good agreements with the measurements and the analytic solution obtained by the Kirchhoff approximation. Numerical analysis described in the current study can be applied to the backscattering problem of any shape of the objects partially imbedded on a seabed by combining the reverberation from the seabed with the scattered wave from the objects.

Method for Channel Estimation in Ambient Backscatter Communication (주변 후방산란 통신에서의 채널 추정기법)

  • Kim, Soo-Hyun;Lee, Donggu;Sun, Young-Ghyu;Sim, Issac;Hwang, Yu-Min;Shin, Yoan;Kim, Dong-In;Kim, Jin-Young
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.19 no.4
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    • pp.7-12
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    • 2019
  • Ambient backscatter communication is limited to channel estimation technique through a pilot signal, which is a channel estimation method in current RF communication, due to transmission power efficiency. In a limited transmission power environment, the research of traditional ambient backscatter communication has been studied assuming that it is an ideal channel without signal distortions due to channel conditions. In this paper, we propose an expectation-maximization(EM) algorithm, one of the blind channel estimation techniques, as a channel estimation method in ambient backscatter communication system which is the state of channel following normal distribution. In the proposed system model, the simulations confirm that channel estimate through EM algorithm is approaching the lower bound of the mean square error compared with the Bayesian Cramer-Rao Boundary(BCRB) to check performance. It shows that the channel parameter can be estimated in the ambient backscatter communication system.

풀밭 지역 편파별 후방 산란 특성 분석용 알고리즘 개발

  • 김재형;이진원;오이석
    • Proceedings of the KSRS Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.137-142
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    • 2000
  • 본 논문에서는 풀밭으로 덮힌 지역의 초고주파 대역 편파별 후방 산란을 분석하는데 있어서 Radiative Transfer 이론의 첫 번째 해를 이용하였다. 풀밭지역에서의 잎은 사각형 형태의 resistive sheet 으로 모델화 시키고, 잎의 크기와 방향성은 불규칙적으로 흩어져 있다고 가정하였다. 땅에서의 흙의 수분 함유량과 표면 거칠기도 고려하였다. 이러한 지역에서의 후방 산란 계수는 풀밭 지역과 레이더 요소들에 따라 각각 다른 계산 결과를 나타낸다. 측정은 15 GHz 대역의 레이더 시스템을 사용하여 풀 층에서의 산란 계수를 측정하고 풀 층에서의 산란 모델을 이용하여 계산 결과와 측정값을 비교하였고 이 모델을 이용하여 Visual-Basic을 이용한 사용자 프로그램인 TSM(Total Scattering Model)을 제작하였다.

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Backscattering from Seagrass beds (잘피의 후방산란 특성)

  • La Hyoung-sul;Yoon Kwan-seob;Lee Jae-hyuk;Na Jungyul
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.191-194
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    • 2004
  • 본 연구에서는 해양의 기초 생산자인 잘피 (Zostera marina)의 후방산란 특성을 일주기 동안 관측 하였다. 해상 실험은 2004년 2월 $25\~29$일 기간 중 남해 동대만에서 실시 하였다. 그랩(Grab)을 이용하여 해초지의 입도를 분석 하였으며 주파수별 산란 특성을 고려하기 위해서 17, 30, 50, 80, 100, 그리고 120kHz 음원을 해초지에 수직 지향하여 주, 야간 잘피의 후방 산란을 측정하였다. 실험 환경 분석을 위해 파고와 조석 및 잘피의 생체량(biomass)측정을 실시 하였다. 광합성 시 해초지에서 발생되는 산소 공기는 해수에 의해 용존 되거나 산소 가스 형태로 존재하게 된다. 이들 공기 방울에 의해서 형성되는 공기 방울 층은 음 세기의 감쇠를 야기 시킨다. 실험 결과 주, 야간 동안 음의 산란 강도 변화를 확인 하였다.

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Stimulated Raman scattering at 1.54${\mu}m$ and Brillouin scattering at 1.06${\mu}m$ in $CH_4$ under 5 Hz repetition rate (반복률과 라만매질 압력에 따른 1.54 ${\mu}m$ 전방, 후방 유도라만 및 1.06${\mu}m$ Brillouin 산란광의 출력특성)

  • 최영수;전용근;김재기
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.10 no.2
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    • pp.95-101
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    • 1999
  • We have studied the 1.54$\mu\textrm{m}$ forward and backward stimulated Raman scattering (SRS) and stimulated Brillouin scattering (SRS) for various $CH_4$pressures by 1.06$\mu\textrm{m}$ Q-switched Nd:YAG laser pumping under a repetition rate of Hz in single pass. We obtained that the output of backward SRS was more efficient than that of the forward SRS. The output energy and conversion efficiency of forward and backward SRS were higher than those of SBS since SRS is a steady state, but SBS is a transient state. In a $CH_4$gas uncirculating system, the output energy of the backward SRS and SBS were reduced the about 47% due to a thermal heating of $CH_4$medium in a focusing region for a repetition rate of 5 Hz. But, the output energy of forward SRS was slightly enhanced by about 8.5% due to the increase of the undepleted pump beam in the backward SRS generation. Inthe Raman half resonator using a dichromatic focusing lens, the conversion efficiency of SRS was more than 37% for a input pump laser energy of 40 mJ.

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레일레이 입사각에서 Schoch 변위가 액체/고체 경계면으로부터 후방산란되는 초음파 에너지에 미치는 영향

  • Lee Jeong-Ki;Kim H. C.
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.409-416
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    • 1999
  • 액체/고체 경계면에 레일레이각으로 초음파 pulse를 입사시키면 입사된 에너지의 상당 부분이 고체쪽으로 침투여 표면으로부터 약 1.5 파장 깊이 정도까지 에너지 분포를 가지고 고체 표면을 따라 전파하는 레일레 이파로 전환되며, 이러한 입사각에서는 기하학적인 거울 반사가 일어나지 않고 반사파의 중심이 Schoch 변위만큼 전방으로 이동되고, 또 입사 방향으로 후반 산란되는 초음파의 신호가 급격히 증가하는 현상이 관찰된다. 만일 고체에서 초음파의 감쇠가 산란에 의해 크게 영향을 받고, 레일레이각에서 고체 쪽으로 침투한 에너지의크기를 $E_0$라고 하면, 고체 표면과 표면 근처를 전파하는 레일레이파의 산란파 에너지, $E_S$는 Schoch 변위, ${\Delta}_S$와 산란에 의한 감쇠계수 ${\alpha}_S$에 비례하는 관계가 있음을 이론적으로 구하였다. 입사 방향으로 후방산란되는 초음파는 산란파의 일부이므로 후방산란 초음파 에너지, E_{Bs}도 이와 같은 관계를 가진다. 그러므로, 레일레이각으로 입사된 초음파의 후방산란 에너지, $E_{B_S}$ 산란체(e.g. grain)의 평균 크기, D와 주파수 f와는 레일레이 산란 영역과 Stochastic 산란 영역에 대해 각각 $E_{B_S}\;\propto\;D^{3}f^{3}$$E_{B_S}\;\propto\;D\;f$인 관계를 가지는 것으로 얻어졌다. 이것은 액체/고체 경계면에서 레일레이각으로 입사되어 레일레이파로 전환된 초음파가 다시 액체로 그 에너지를 누설하여 그 산란 영역이 Schoch 변위 내에서 일어나기 때문이며, 이러한 영향에 의해서일반적인 산란에서의 주파수 의존성과는 달리 각 산란 영역에서 그 지수는 1씩 작은 값을 갖는다.향에 따라 음장변화가 크게 다를 것이 예상되므로 이를 규명하기 위해서는 궁극적으로 3차원적인 음장분포 연구가 필요하다. 음향센서를 해저면에 매설할 경우 수충의 수온변화와 센서 주변의 수온변화 사이에는 어느 정도의 시간지연이 존재하게 되므로 이에 대한 영향을 규명하는 것도 센서의 성능예측을 위해서 필요하리라 사료된다.가지는 심부 가스의 개발 성공률을 증가시키기 위하여 심부 가스가 존재하는 지역의 지질학적 부존 환경 및 조성상의 특성과 생산시 소요되는 생산비용을 심도에 따라 분석하고 생산에 수반되는 기술적 문제점들을 정리하였으며 마지막으로 향후 요구되는 연구 분야들을 제시하였다. 또한 참고로 현재 심부 가스의 경우 미국이 연구 개발 측면에서 가장 활발한 활동을 전개하고 있으며 그 결과 다수의 신뢰성 있는 자료들을 확보하고 있으므로 본 논문은 USGS와 Gas Research Institute(GRI)에서 제시한 자료에 근거하였다.ऀĀ耀Ā삱?⨀؀Ā Ā?⨀ጀĀ耀Ā?돀ꢘ?⨀硩?⨀ႎ?⨀?⨀넆돐쁖잖⨀쁖잖⨀/ࠐ?⨀焆덐瀆倆Āⶇ퍟ⶇ퍟ĀĀĀĀ磀鲕좗?⨀肤?⨀⁅Ⴅ?⨀쀃잖⨀䣙熸ጁ↏?⨀

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5-MHz Volume Backscattering Strength Measurements from Suspended Sediment Concentrations (5 MHz 신호를 이용한 부유물의 농도에 따른 후방산란강도 측정)

  • Lee, Changil;Choi, Jee Woong
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.32 no.1
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    • pp.14-21
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    • 2013
  • The erosion, suspension, and transport of sediment frequently occur in the coastal waters and estuarine. These processes often generate the so-called fluid mud layer, which is defined as a high-concentration aqueous suspension of fine grained sediment (> 10 g/l), consisting mainly of silt and clay-size particles. Therefore the high-resolution ultrasound is mostly used to detect or monitor the fluid mud layer. Because the sound attenuation tends to increase rapidly with the suspended sediment concentration, it is necessary to consider the accurate attenuation correction to estimate the backscattering strengths from the suspended sediment layers. In this paper, the volume backscattering strengths with various suspended sediment concentrations were measured using 5-MHz ultrasound signal in a small-scale water tank. The sound attenuation due to the viscosity and scattering from suspended sediment particles was predicted by the Richard's model and applied to the sonar equation to estimate the volume backscattering strengths from the suspended sediment concentrations. For the case that the additional attenuation was not considered, the volume backscattering strengths increased to the concentration of 20 g/l, and over this point, the backscattering strengths were roughly constant. However, for the case that the attenuation due to the suspended sediment concentration was considered, the backscattering strengths increased with the concentration.