방향성 소음 환경에서 배열이득 변동 연구

Abstract

해양에서 배열센서를 사용하여 음향신호를 수신하는 경우 개별센서를 사용하는 경우와 달리 배열이득(Array Gain, AG)이 발생한다. 배열이득은 다 수의 센서가 배열을 이루는 경우 발생하는 이득으로 개별센서의 SNR과 배열센서의 SNR의 비로 계산할 수 있다(Urick, 1983).신호가 단일 방향에서 평면파로 수신되고, 센서의 배열에 따른 완벽한 상관관계인 조건에서 등방성 소음(isotropic noise)에 대한 배열이득을 계산하면 지향지수(Directivity Index, DI)와 동일하다. 하지만 균등간격인 선 배열센서에서 중심주파수가 아닌 주파수 대역의 신호가 수신되는 경우와 배열센서의 형상이 균등간격이 아닌 경우, 방향성 소음(directional noise)이 발생하는 경우 등과 같은 배열센서와 신호의 상관관계가 달라지는 조건에서 배열이득은 변화하게 된다(Burdic, 1984). 본 연구에서는 방향성 소음 환경의 배열이득 변동성을 연구하였다. 신호 및 방향성 소음에 대한 공간적 간섭성(spatial coherence)을 수치적으로 계산하고(Habets, 2007), 이를 이용하여 배열이득을 계산하였다. 시뮬레이션을 통해 등방성 소음인 경우 선 배열센서의 배열이득을 계산하고 지향지수와 비교 및 검증을 수행하였다.Urick, 1983).신호가 단일 방향에서 평면파로 수신되고, 센서의 배열에 따른 완벽한 상관관계인 조건에서 등방성 소음(isotropic noise)에 대한 배열이득을 계산하면 지향지수(Directivity Index, DI)와 동일하다. 하지만 균등간격인 선 배열센서에서 중심주파수가 아닌 주파수 대역의 신호가 수신되는 경우와 배열센서의 형상이 균등간격이 아닌 경우, 방향성 소음(directional noise)이 발생하는 경우 등과 같은 배열센서와 신호의 상관관계가 달라지는 조건에서 배열이득은 변화하게 된다(Burdic, 1984). 본 연구에서는 방향성 소음 환경의 배열이득 변동성을 연구하였다. 신호 및 방향성 소음에 대한 공간적 간섭성(spatial coherence)을 수치적으로 계산하고(Habets, 2007), 이를 이용하여 배열이득을 계산하였다. 시뮬레이션을 통해 등방성 소음인 경우 선 배열센서의 배열이득을 계산하고 지향지수와 비교 및 검증을 수행하였다.