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  핑어시스템(실시간 수중표적 거리측정 장치)

 

 수중방사소음 측정 시 표적소음에 대한 정확한 소음준위를 산출하기 위해서는 거리에 대한 음파전달 손실량을 보상하여야한다.따라서 표적과 센서간의 상대거리 측정은 표적의 방사소음 준위 평가를 위해서 필수적이며, 측정 결과의 신뢰도에 매우 중요한 영향을 미친다.
표적이 수상에 있을 경우, 현재 보유하고 있는 위성항법장치(GPS)로 실시간 상대 거리추적이 가능하나, 표적이 수중에 있을 경우, 이러한 장비의 사용에 제약이 올 수밖에 없다. 따라서 본 장비는 수중표적과 피 측정함의 수신센서 간 상대거리 추적을 목적으로 한다.


  시스템 구성

 


  본 시스템의 구성은 선상부(Dry End Unit), 수중부(Wet End Unit)의 하드웨어로 구성된다.

. 선상부 (Dry End Unit) : 1
○ Clock Generator : 수중부의 Clock과 정확히 시간 동기화가 되어야 한다.
○ 거리 추적 소프트웨어 : 표적과 센서간의 거리를 정확히 산출하여 SUATS 시스템에 거리 정보를 연동시켜 주어야 한다.

. 수중부 (Wet End Unit) : 1
○ Pinger : 설계된 신호를 규칙적으로 송신하여 선상부에서 표적의 거리를 추적할 수 있도록 장비이다.

본 시스템은 주기적으로 신호를 발생하여 송신하는 핑어부와 이를 수신하는 수신센서 간의 거리 산출을 위한 소프트웨어부로 나눌 수 있다.


  제작내용 - Hardware

 


○ Power Supply 설계
○ Signal Generation 설계
○ Power Amplifier 설계
○ Case 설계
○ Transduce
○ Clock Generator : 2조
○ 매칭 회로부 설계
○ 프로토타입 제작 및 기능시험

  제작내용 - Software

 


○ Band Pass Filter 설계
○ Matched Filter 설계
○ Detection 프로그램 설계
○ Clock Generator 연동 설계
○ 거리 산출 프로그램 설계
○ SUATS System 연동 설계


  시스템 규격

 


가. 핑어 출력 : 160±10 dB
나. Battery Life Time : 12시간 이상
다. Clock Generator : 1/10000 sec
라. Ping Cycle : 2 sec, 4 sec, 8 sec(선택 가능)
마. Ping Widths : 프로트타입 설계시험 후 결정
바. Ping Patterns : CW, M 시퀀스
사. 수밀케이스 : 200x380x200mm(WxHxD)이하, 운용수심 500m
아. 측정거리 : 10m ~ 1000m
자. 거리 추적 정확도 : 5m 이내

  Software 구성

 


천해에서 음파를 이용한 정보의 송수신에는 심해에서 고려해야 할 점 외에 다른 여러 가지 제약 사항이 있다. 그 중 가장 중요한 것은 복잡한 해양의 구조에 따른 다양한 복반사 잡음 속에서 신호로부터 정보를 획득하는 것이다. 이러한 복반사 잡음은 송신 신호를 왜곡시켜 수신된 신호는 송신 신호와는 여러 가지로 달라진다. 이 때 나타날 수 있는 수신신호의 현상으로는 비교적 긴 시간 간격으로 신호가 중첩될 경우에 나타나는 멀티패스에 의한 다중신호 수신과 짧은 시간차로 중첩되어 나타나는 신호의 늘어짐 현상이 있다. 이러한 수신 신호 파형으로부터 송신 신호의 시작 시점을 찾아내는 것은 매우 어려워 오차가 크게 나타날 수 있으며 때로는 신호를 분해할 수 없을 정도로 어려움을 겪을 수 있다. 특히 이러한 현상은 송신 파형이 단일 주파수를 사용하는 CW 펄스인 경우 더욱 심해진다.
따라서 본 설계에서는 다양한 송신파형이 선택 가능하도록 하였다.


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