• 제목/요약/키워드: 후방산란

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클로로폼 침적 유무에 따른 후방산란신호 측정 실험 및 분석 (Experiment and Analysis of Backscattering Signals According to Presence or Absence of Chloroform)

  • 서힘찬;최지웅;김용명;이문진
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권spc호
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    • pp.18-22
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    • 2022
  • 저층 침적 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances)은 해저에 침적되는 위험·유해물질로 직접 및 광학 탐지 기법의 적용이 어렵기 때문에 수중에서 효과적인 음향 탐지 기법 적용이 요구된다. 본 연구에서는 저층 침적 위험·유해물질인 클로로폼(Chloroform)을 이용한 후방산란신호 측정 실험을 통해 저층 침적 위험·유해물질 음향 탐지 가능성을 확인하였다. 제작된 아크릴 수조 내에 지점토를 이용하여 웅덩이를 만든 후 Pan&Tilt를 이용하여 수평입사각을 90°에서 50°까지 0.5° 간격으로 변화시켜가며 클로로폼 유무에 따른 후방산란신호 측정이 수행되었다. 송수신기를 단상태로 주파수 200 kHz, 신호길이 25 ㎲인 정현파 신호를 이용하여 송수신하였으며, 클로로폼 유무에 따른 후방산란신호를 측정하였다. 클로로폼이 침적된 경우 수평입사각 약 80°이하에서 물과 클로로폼 경계면에서의 후방산란신호 수신준위가 작아지는 것이 확인되었다. 물과 클로로폼 경계면에서의 후방산란신호 측정된 결과를 통해 저층 침적 위험·유해물질 음향 탐지 가능성을 확인하였다.

2000년 7월 한국 동남연안 SAR 영상의 낮은 후방산란 해역에 대한 고찰 (Study of Low Back-scattering Area on the SAR Image of Waters off the Southeast Coast of Korea)

  • 김태림;박종집;김상우
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.109-114
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    • 2010
  • 2000년 7월 5일 한국 동남연안을 촬영한 SAR 영상에서 해안을 따라 나타난 낮은 후방산란 해역의 원인을 고찰 하였다. 이 해역은 여름철에 자주 표층 냉수가 관측되는 해역으로 인접한 시기의 SST 영상과 SeaWiFS 영상에서도 거의 동일한 해역에서 각각 낮은 표층 수온과 높은 농도의 엽록소 a의 분포를 보였다. 복수의 위성 센서 영상을 공동으로 활용한 결과 영양염이 풍부한 저층 냉수가 표층으로 용승 하여 식물플랑크톤을 비롯한 생물 활동을 증가시켰을 가능성을 보여주고 있으며, 높은 밀도의 생물 활동으로 인한 물질들이 생성한 표층 유막으로 인하여 SAR 영상에서 낮은 후방산란을 나타내는 것으로 판단된다.

서태평양 해저산의 망간각 자원평가를 위한 해저지형 특성 분석 (Characterizing Geomorphological Properties of Western Pacific Seamounts for Cobalt-rich Ferromanganese Crust Resource Assessment)

  • 주종민;김종욱;고영탁;김승섭;손주원;박상준;함동진;손승규
    • 자원환경지질
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    • 제49권2호
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    • pp.121-134
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    • 2016
  • 서태평양 공해 해저산의 다중빔 음향측심자료와 해저면 영상관측 자료를 활용하여 해저산 정상부와 경사면에 피복된 망간각의 공간 분포 변화 양상을 파악하였다. 다중빔 음향측심기를 이용하여 구분된 해저산의 지형 특성은 정상부 면적의 약 70% 이상이 경사가 $5^{\circ}$ 미만으로 비교적 평평한 지대로 이루어져 있으나 후방산란강도는 해저면의 매질변화를 지시하는 이봉분포를 보였다. 이 이봉분포에서 -30 dB이상의 높은 최빈값은 경사면과 정사부 가장자리 지역에서 우세하였으며 -30 dB이하의 낮은 최빈값은 정상부 중앙지역에서 우세하였다. 해저면 표층의 영상자료와 후방산란 자료의 연관성을 분석한 결과, 정상부 중앙지역은 경사면에 비해 상대적으로 완만한 기울기와 미교결 퇴적물만 존재하여 후방산란이 낮게 나타난다. 반면, 정상부 가장자리 및 경사면은 퇴적물이 없어 기반암이 노출되거나 망간각이 피복되어 후방산란이 높게 나타남을 보여준다. 따라서 다중빔 음향측심조사를 통해 획득된 후방산란 자료와 해저면의 퇴적물 및 망간각 분포 사이의 상관관계가 높다는 것을 알 수 있다. 이 연구결과는 다중빔 음향측심조사를 통해 획득된 후방산란 자료를 활용하면 기요형태의 해저산에 피복된 망간각의 전체적인 분포 규모를 확인할 수 있음을 의미한다. 따라서 해저산 지역의 망간각 개발 유망구역을 선별하는데 후방산란 자료가 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

불균질 매질내에서의 전자파 산란 해석 (Electromagnetic Scattering Analysis from Inhomogeneous Material Scatterers)

  • 김태용;김석재
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.478-484
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    • 2003
  • 본 논문에서는 비 등방성 복합 산란체의 전자파 산란문제를 surface integral equation을 적용하여 정식화하는 절차를 보였다. 산란체에는 평면파가 입사하는 것으로 가정하고, 산란체의 표면에 유기되는 등가 표면 전류 및 자류 밀도를 계산하기 위하여 모멘트법을 이용하여 산란체의 표면을 삼각 요소로 이산화하여 적절한 경계조건하에서 몇 가지 수치계산 모델에 대하여 계산을 수행하고 그 유효성을 검증하였다. 계산된 후방산란단면적의 결과는 측정결과와 잘 일치하였다.

회전하는 거친금속표면에서 후방산란되어 형성된 레이저 스펙클의 세기의 시간상관함수 $g_s^{(2)}({\tau})$의 측정 (Measurement of the degree of second order temporal coherence $g_s^{(2)}({\tau})$ of a laser speckle backscattered from a rotating randomly rough metal surface)

  • 안성준;이상수
    • 한국광학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.161-166
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    • 1992
  • 회전하는 거친금속표면에 s-편극된 레이저광을 $-30^{\circ}$로 입시시켜 생긴 후방산란파중 입사광과 동일한 편극을 가지는 후방산란파에 대하여 세기의 시간상관함수 $g_{s}^{(2)}(\tau)$를 측정하였다. 이 과정에서 광전신호로부터 $g_{s}^{(2)}(0)$의 측정을 할 때 수반되는 shot noise의 영향을 제하여 줌으로써 정확한 $g_{s}^{(2)}(0)$ 값을 얻었다. 각 산란각$\theta_{s}$에서$g_{s}^{(2)}(\tau)$는 {1+exp($-\tau^2/\tau_0^2$)}함수와 거의 일치하였는데, 이는 등속으로 회전하는 간유리를 투과하여 형성된 레이저 스펙클의 경우와 같은 결과이다. 또한, 산란각에 따른 $\tau_0$의 분포에서는 $\theta_s=34^{\circ}$에서 예리하게 최대값을 가지는 것이 관찰되었다. 이 연구에서, 다중산란이 10%를 넘는 금속판산란과 다중산란이 무시될 수 있는 간유리판산란이 같은 함수꼴의 세기의 시간상관함수를 갖는다는 사실이 확인되었다.

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토양 표면에서의 레이더 산란 계수와 표면 거칠기 측정 길이의 관계에 대한 이론 모델과 측정 데이터의 비교 (Relation between Radar Backscattering Coefficients and Surface Profile Length for Bare Soil Surfaces Using Theoretical Predictions and Measurement Data)

  • 오이석;홍진영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.1181-1188
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    • 2006
  • 본 논문에서는 토양 표면의 레이더 후방 산란 계수와 표면 거칠기의 관계를 계산해 보고, 측정 길이에 따른 표면 거칠기 변화를 알아본 후에, 측정 길이에 따른 표면 거칠기와 레이더 후방 산란 계수의 관계를 보여준다. 이 연구 결과에 따르면, 측정 길이가 짧아져서 표면 거칠기 값의 변화가 심하다하더라도 계산된 레이더 후방 산란 계수에는 적은 영향밖에 주지 않는다는 것을 보여준다.

KOMPSAT-5 후방산란계수의 보정식 산출 및 적용을 통한 해상풍 산출 결과 개선 (Improvement of KOMPSAT-5 Sea Surface Wind with Correction Equation Retrieval and Application of Backscattering Coefficient)

  • 장재철;박경애;양도철;이선구
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_4호
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    • pp.1373-1389
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    • 2019
  • KOMPSAT-5는 우리나라 최초의 X 밴드 Synthetic Aperture Radar (SAR) 탑재 인공위성으로, 2013년 8월부터 운영되고 있다. KOMPSAT-5는 운영 목적에 따라 지구환경 감시에 적극적으로 활용되고 있으며, 연안 환경 감시를 위한 고해상도 해상풍의 필요성이 강조되면서 KOMPSAT-5의 활용도도 부각되고 있다. 하지만, 기존의 해상풍 정확도 검증 연구에서는 다른 SAR 탑재 인공위성 기반 해상풍에 비해 정확도가 낮은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 KOMPSAT-5 기반 해상풍의 정확도 개선을 위한 후방산란계수 보정식을 산출하였고, 보정식의 개선 효과를 해양 부이 자료를 활용하여 검증하였다. 18장의 미국 서부와 하와이 연안을 관측한 KOMPSAT-5 자료와 해양 부이 자료를 활용하여 후방산란계수 보정식을 산출하였고, 산출한 후방산란계수 보정식은 18장의 한반도 연안을 관측한 KOMPSAT-5 자료에 적용하여 해상풍을 산출하였다. 이론적으로 산출된 후방산란계수와 KOMPSAT-5에서 관측된 후방산란계수는 입사각에 따른 1차 함수 관계식을 따르는 것으로 나타났다. 보정식을 적용하기 전에는 2.89 m s-1의 상대적으로 큰 평균 제곱근 오차와 -0.55 m s-1의 편차를 보였다. 보정식을 적용한 후에는 각각 1.60 m s-1, -0.38 m s-1로 개선되었다. 입사각의 범위에 따라 후방산란계수 보정식의 개선 효과는 다르게 나타났다.

수중 기포기둥에 의한 음파의 후방 산란특성 분석 (Analysis of Acoustic Back Scattering from Bubble Columns in Water)

  • 박광준;윤석왕
    • 한국음향학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.36-43
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    • 1991
  • 수중에서 원기둥 형태의 기포집단에 의한 후방 산란특성을 이론 및 실험적으로 연구하였다. 이론적 해석을 위하여, 기포기둥을 외형과 공기 함유비 및 크기에 의해 특정지워지는 하나의 단일 산란체로 가정하였으며, 일반 산란 이론식을 이용하여 분석하였다. 기포기둥의 공기 함유비가 1% 이하로 작은 경우와 기포기둥을 구성하는 단일기포의 공명 진동수보다 높은 입사 주파수에 대한 기포기둥의 산란특성은 단일기포의 크기보다 공기 함유비에 크게 의존함을 확인하였다. 또한, 공기 함유비가 증가할수록 후방 산란음압은 증가하며, 최대 음압 주파수는 저주파수 영역으로 이동되는 현상이 이론 및 실험적으로 관찰되었다.

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베릴륨 표면확산 층을 가진 지르코늄 판재에서의 후방산란 프로파일 (Ultrasonic Backscattering Profiles from Zirconium Plate with Beryllium Diffusion Layer)

  • 황용화;최현옥;박춘호;이영호;권성덕
    • 비파괴검사학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.342-348
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    • 2003
  • Zr(1.32mm) 판재 위 $Be-Zr(100{\mu}m)$ 합금층의 평가를 목적으로 후방산란 초음파 의 입사각 의존성인 프로파일이 여러 입사위치에서 측정되었다. 누설 램(Lamb)파로부터 후방복사된 초음파 프로파일에는 4개의 주요 세부 프로파일이 발견되었다. 세부프로파일들의 정점각과 정점세기는 Be 확산층의 강화효과로 인해 감소하였다. 세부 프로파일들의 존재와 변화가 시편재질의 음향학적 특성, 램파모드들의 군속도 집단적 변화 그리고 표면파의 누설율 차이 등으로 설명되었다 판재 위 얇은 확산층의 평가를 위한 유용한 평가 기법으로 판재로부터의 후방복사 세부 프로파일이 제안되었다.

TOF spectrometer를 사용하는 중이온 후방산란장치 (HIRBS)

  • 김준곤;김영석;김기동;홍완;우형주;최한우
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.76-76
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    • 1999
  • 한국자원연구소 제작된 TOF spectrometer는 입자의 비행시간과 에너지를 동시에 측정 기록하여 질량분별된 에너지 스펙트럼을 얻고자 하는 목적으로 제작되었다. 그러나 질량분별이 필요치 않은 후방 산란실험에서는 비행시간의 측정만으로 훌륭한 에너지 계측기가 된다. 중이온 산란분석법(heavy ion RBS)은 He을 사용하는 산란분석법에 비하여 원리적으로 분해능이 우수하나 사용하는 반도체 검출기의 에너지 분해능의 불량이 이러한 장점을 상쇄하는 실정이다. 그러나 TOF spectrometer를 중이온 산란실험의 에너지 계측기로 사용하면 H, He에 대한 반도체 검출기 정도의 낮은 에너지분해능 수준을 유지할 수 있으므로 중이온 산란실험의 원리적인 장점을 살릴 수 있다. 한국자원연구소에서는 He RBS의 취약점으로 지적되어온 medium elements에 대한 질량분해능과 깊이 분해능을 향상시키고자 140$^{\circ}$ 산란각에 TOF spectrometer가 위치하는 Heavy Ion Rutherford Backscattering Spectrometry (HIRBS) 시스템을 설계하였다. 설계된 TOF spectrometer를 채용하였을 때 기대되는 질량분해능 향상효과와 분석의 최적조건에 관하여 논한다.

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