KR0175781B1

KR0175781B1 - 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치

Info

Publication number: KR0175781B1
Application number: KR1019960044282A
Authority: KR
Inventors: 김종서
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1996-10-07
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR19980025961A

Abstract

본 발명은 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치(음원의 종류, 음원의 이동속도)를 탐지하는 음향탐지기(Towed Array Sonar System)의 정상동작상태를 테스트하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치에 관한 것으로, 함상으로부터 예인케이블에 의해 연결되는 음향탐지기의 동작상태를 테스트하기 위하여 메인컨트롤러에서 인가되는 신호가 테스트모드인가를 테스트모드신호발생부에서 감지하여 테스트신호입력단에 테스트모드에 해당하는 신호를 인가하면 테스트신호입력단은 인가된 신호에 의해 전치증폭기에 테스트신호를 인가하게 된다. 상기 전치증폭기는 인가된 신호를 전압분배부를 이용하여 일정한 레벨의 신호로 변환시킨 후 증폭기에 인가하므로써 음향탐지기의 전치증폭기가 정상동작을 하는지를 테스트할 수 있다. 또한 운용상태에서는 신호를 60dB로 감쇄시키는 전압분배부의 앞단에서 스위치를 오프시켜 놓음으로써 테스트모드신호발생부와 전치증폭기 사이에서 유입되는 잡음을 완전히 차단할 수 있게 된다.

Description

수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치

본 발명은 음향탐지기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중의 음향을 감지하여 음향원의 정확한 위치(음원의 종류, 음원의 이동속도)를 탐지하는 음향탐지기(Towed Array Sonar System)의 정상동작상태를 테스트하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로 수중의 음향 신호를 감지하여 음향원의 정확한 위치 등을 탐지하는 음향탐지기가 수중음파를 감지하는 방식은 음향에너지를 방사하여 그 음향에너지가 물체로부터 반사되는 것을 수신하는 능동소나(Sonar)방식과, 다른 음원으로부터 방사하는 음향에너지만을 수신하는 수동소나방식이 있다.

제1도는 일반적인 음향탐지기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도로서, 수중의 음향 신호를 감지하여 전기적인 아날로그 신호로 변환하고 이를 다시 디지털 신호로 변환한 후 다중화하여 전송하는 음향센서부(300)와; 상기 음향센서부(300)에 연결되는 예인케이블(200)과; 상기 예인케이블(200)에 의해 음향센서부(300)에 접속되며 음향센서부(300)를 제어하여 수중의 음향원을 감지하는 함상(100)으로 구성된다.

또한 상기 함상(100)은 음향센서부(300)로부터 수신한 전기신호를 전달하는 신호처리부(120)와, 신호처리부(120)로부터 수신된 전기신호 데이터를 분류, 검색, 처리하는 자료처리부(110)로 구성된다.

또한 상기 음향센서부(300)는 초기 진동을 감쇄시키는 진동격리모듈(Vibration Isolation Module:300)과, 입력되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 전송하는 신호전송모듈(320)과, 음향신호를 감지하는 음향모듈(330)과, 최종적으로 진동을 감쇄시키는 꼬리로프조립체(340)로 구성되어 있다.

또한 상기 음향센서부(300)를 이루고 있는 음향모듈(Accostic module:330)은 수중의 음향신호를 수신하여 전기적 신호로 변환시키면서 신호를 타고 흐르는 해수 잡음을 제거하는 기능을 하는 모듈로서, 제2도에 도시된 바와 같이, 해저의 음향 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수중청음기(Hydrophone:331)와, 미세신호를 증폭하는 전치증폭기(Pre-Amp:332)와, 전치증폭기(332)를 과전류로부터 보호하는 보상회로(Input Protector:333)와, 음향센서부(300)의 기울어짐을 감지하는 롤센서(Roll Sensor:335,335a)와, 해수로 인한 잡음을 보상하는 해수잡음보상회로(Sea Noise Correction Amp:334)와, 음향센서부(300)의 수심을 측정하는 수심센서(337)와, 음향센서부(300)의 방위를 측정하는 방위센서(338)와, 음향센서부(300)의 이상유무를 시험하는 시험제어기(336)로 구성된다.

이하 상기의 구성을 한 음향센서부(300)의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

수중음향은 해수 입자의 기계적인 소밀 작용에 의해 전파되며 이 진동이 주파수의 제곱과 진폭과의 곱에 정비례하는 크기로 수중청음기(331)에 체적변화를 일으키고, 이로써 수중청음기(331)는 수중음향에 반응하여 그 음파와 등가인 전기파형률에 해당하는 전기적인 에너지 신호를 발생한다.

상기의 전기적 에너지 신호는 전류와 전압의 형태로 표현되는데 수중청음기(331)의 출력단 전치증폭기(332)와의 감도를 고려하여 임피던스 매칭(matching)시키면 수중청음기(331)의 신호를 멀리 전송할 수 있다.

상기와 같이 처리된 신호는 해수잡음보상회로(334)를 통과하면서 저주파영역에 존재하는 해수내의 잡음신호는 차단되고 감쇄된 고주파 성분신호는 보상되어 신호전송모듈(320)에 전달된다.

또한 음향모듈(330)의 수심센서(337)와 방위센서(338)는 음향센서부(300)의 예인 방위와 수심 정보를 각각 측정하여 상기 신호전송모듈(320)에 전달한다.

상기의 처리과정을 거쳐 신호전송모듈(320)에 전송된 신호는 순차적으로 멀티플렉싱되어진 후 샘플링 및 양자화 과정을 거쳐 디지털 신호화되어 진동격리모듈(310)을 거쳐 함상(100)으로 전달되므로서 수중에 존재하는 음향원의 위치를 신속하게 파악할 수 있다.

상기와 같은 동작을 하는 수동예인형 음향탐지기가 정상적인 동작을 수행하지 않고 오동작을 하게 되면 함상에서는 이를 확인할 수 없어 군사작전 등에서는 효과적인 방어전술을 수립할 수 없게 된다. 따라서 함상에서 음향탐지기의 동작상태를 주기적으로 테스트를 하기 위하여 별도의 동작 테스트장치를 음향탐지기에 장착하여 사용하고 있다.

제3도는 종래 음향탐지기의 동작시험장치를 개략적으로 나타낸 블럭회로도로써, 함상(도시않됨)에서 음향탐지기의 동작상태를 테스트하기 위한 펄스신호를 발생시키는 메인컨트롤러(400)와, 상기 메인컨트롤러(400)에 접속되며 메인컨트롤러(400)에서 인가된 신호에 의해 동작하는 테스트컨트롤러(410)와, 상기 테스트컨트롤러(410)에 접속되는 전치증폭기(420a,420b,420c)로 구성된다.

특히, 상기 테스트컨트롤러(410)는 메인컨트롤러(400)에서 인가되는 신호를 받아 전송하는 차동신호입력부(412)와, 상기 차동신호입력부(412)에 접속되어 설정된 신호와 입력된 신호를 비교하는 비교기(414)와, 상기 차동신호입력부(412)와 비교기(414)에 접속되어 비교기(414)로부터 인가되는 신호에 의해 제어되어 온·오프동작을 하는 아날로그스위치(416)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 종래의 음향탐지기의 동작시험장치는 메인컨트롤러(500)에서 펄스신호가 발생되면 테스트컨트롤러(410)의 차동신호입력부(412)에 인가된다. 상기 차동신호입력부(412)는 인가된 신호를 비교기(414)와 아날로그스위치(416)에 인가하게 되고, 상기 비교기(414)는 인가된 신호를 설정된 신호와 비교하게 된다. 상기 비교기(414)는 인가된 신호가 설정된 신호에 해당되면 1V의 신호를 아날로그스위치(416)에 인가하게 되고, 상기 아날로그스위치(416)는 비교기(414)로부터 인가되는 1V의 신호에 의해 온절환되게 된다. 상기 아날로그스위치(416)가 온절환되면 차동신호입력부(412)로부터 인가되는 신호가 아날로그스위치(416)를 통해 전치증폭기(420a)에 인가된다. 상기 전치증폭기(420a)에 인가된 신호는 센서(422)를 통해 신호변환되어 증폭기(OP AMP.)에 인가되므로서 테스트가 가능해지게 된다.

상기와 같이 동작하는 동작시험장치는 테스트컨트롤러(410)에서 전치증폭기(420a)까지의 거리가 최대 120m가 되므로 일반 운용상태에서는 테스트컨트롤러(410)의 출력에서 전치증폭기(420a)까지의 회선에서 유입되는 잡음이 센서에서 변환되는 신호에 더해져 증폭기에서 증폭하게 되므로 잡음특성이 악화되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 음향탐지기의 동작상태를 테스트하기 위하여 각 전치증폭기에 일정한 테스트신호가 일정하게 인가되도록 하여 원활한 테스트가 이뤄지도록 하고, 테스트동작시 외부회선으로부터 유입되는 잡음을 방지할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

제1도는 일반적인 음향탐지기를 개략적으로 나타낸 블럭회로도이고,

제2도는 제1도의 음향탐지기를 이루고 있는 음향모듈과 진동격리 모듈을 상세히 나타낸 블럭회로도이고,

제3도는 종래 음향탐지기의 동작시험장치를 개략적으로 나타낸 블럭회로도이고,

제4도는 본 발명에 따른 음향탐지기의 동작시험장치를 개략적으로 나타낸 블럭회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

500 : 메인컨트롤러 600 : 테스트모드신호발생부

700 : 테스트신호입력단 710 : 스위칭부

720 : 비교기 800a,800b,800c : 전치증폭기

810 : 센서 820 : 전압분배부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 음향탐지기의 동작상태를 테스트하기 위한 일정 펄스신호를 발생시키는 메인컨트롤러와, 상기 메인컨트롤러에 접속되며 메인컨트롤러에서 펄스신호가 인가되면 테스트모드임을 인식하여 해당 테스트모드신호를 발생시키는 테스트모드신호발생부와, 상기 테스트모드신호발생부에 접속되며 테스트모드신호발생부로부터 테스트모드에 해당하는 신호가 인가되면 테스트신호를 발생시키는 테스트신호입력단과, 상기 테스트신호입력단에 접속되며 테스트신호가 인가되면 음향탐지기능을 수행하는 전치증폭기로 이루어진다.

특히, 상기 테스트신호입력단은 테스트신호발생부에 접속되며 테스트신호발생부로부터 인가되는 신호를 설정된 기준신호와 비교하는 비교기와, 상기 테스트신호발생부와 비교기에 접속되며 비교기로부터 인가되는 신호에 따라 온·오프동작하는 스위칭부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 전치증폭기는 저항(R1)과 저항(R2)로 이루어져 인가되는 신호레벨을 제어하는 전압분배부와, 상기 전압분배부에 접속되어 인가되는 신호에 따라 일정항 신호를 발생시키는 센서와, 상기 센서에 접속되는 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

제4도를 참조하여 설명하면, 수동예인형 음향탐지기의 동작시험장치는 일정한 펄스신호를 발생시키는 메인컨트롤러(500)와, 상기 메인컨트롤러(500)에 접속되며 테스트모드신호를 발생시키는 테스트모드신호발생부(600)와, 상기 테스트모드신호발생부(600)에 접속되며 온·오프되는 스위칭부(710)와 비교기(720)로 이루어지는 테스트신호입력단(700)과, 상기 테스트신호입력단(700)에 접속되며 저항(R1)과 저항(R2)으로 이루어진 전압분배부(820), 전압분배부(820)에 접속되는 센서(810), 센서에 접속되는 증폭기(OP AMP.)로 구성되는 전치증폭기(800a)로 이루어진다.

이와 같이 이루어진 수동예인형 음향탐지기의 동작상태는, 메인컨트롤러(500)에서 테스트를 하기 위한 설정된 펄스신호를 발생시키면 테스트모드신호발생부(600)에서는 이를 인식하여 테스트모드에 해당하는 테스트모드신호를 발생시키게 된다.

상기 테스트모드신호발생부(600)에서 테스트모드신호가 발생되어 테스트신호입력단(700)에 인가되면 테스트신호입력단(700)의 비교기(720)에서 설정된 기준신호와 비교하게 된다. 상기 비교기(720)는 인가된 신호와 설정된 기준신호와 비교를 하게 되는데, 예를 들면 1V의 신호가 입력되면 이를 비교하여 접속된 스위칭부(710)에 5V의 하이신호를 인가한다. 상기 스위칭부(710)는 비교기로부터 인가되는 5V의 하이신호가 인가되면 즉시 온상태로 절환하게 되며, 상기 스위칭부(710)가 온절환되면 전치증폭기(800a)에 테스트신호가 인가되게 된다. 상기 전치증폭기(800a)의 전압분배부(820)는 인가된 신호의 레벨을 60dB정도 감쇄시켜 센서(810)에 인가하고, 상기 센서(810)는 전압분배부(820)로부터 인가되는 신호에 따라 테스트신호를 증폭기(OP AMP.)에 인가하므로써 음향탐지기의 각 전치증폭기(800a)가 정상동작을 하는지를 테스트하게 된다.

이상 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 함상으로부터 예인케이블에 의해 연결되는 음향탐지기의 동작상태를 테스트하기 위하여 메인컨트롤러에서 인가되는 신호가 테스트모드인가를 테스트모드신호발생부에서 감지하여 테스트신호입력단에 테스트모드에 해당하는 신호를 인가하면 테스트신호입력단은 인가된 신호에 의해 전치증폭기에 테스트신호를 인가하게 된다. 상기 전치증폭기는 인가된 신호를 전압분배부를 이용하여 일정한 레벨의 신호로 변환시킨 후 증폭기에 인가하므로써 음향탐지기의 전치증폭기가 정상동작을 하는지를 테스트할 수 있다. 또한 운용상태에서는 신호를 60dB로 감쇄시키는 전압분배부의 앞단에서 스위치를 오프시켜 놓음으로써 테스트모드신호발생부와 전치증폭기 사이에서 유입되는 잡음을 완전히 차단할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 당업자의 통상의 지식범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게는 명백하다.

Claims

음향탐지기의 동작상태를 테스트하기 위한 일정 펄스신호를 발생시키는 메인컨트롤러와, 상기 메인컨트롤러에 접속되며 메인컨트롤러에서 펄스신호가 인가되면 테스트모드임을 인식하여 해당 테스트모드신호를 발생시키는 테스트모드신호발생부와, 상기 테스트모드신호발생부에 접속되며 테스트모드신호발생부로부터 테스트모드에 해당하는 신호가 인가되면 테스트신호를 발생시키는 테스트신호입력단과, 상기 테스트신호입력단에 접속되며 테스트신호가 인가되면 음향탐지기능을 수행하는 전치증폭기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치.
제1항에 있어서, 상기 테스트신호입력단은 테스트신호발생부에 접속되며 테스트신호발생부로부터 인가되는 신호를 설정된 기준신호와 비교하는 비교기와, 상기 테스트신호발생부와 비교기에 접속되며 비교기로부터 인가되는 신호에 따라 온·오프동작하는 스위칭부로 구성되는 것을 특징으로 하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치.
제2항에 있어서, 상기 비교기는 1V의 신호가 인가되면 5V의 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치.
제1항에 있어서, 상기 전치증폭기는 인가되는 신호레벨을 제어하는 전압분배부와, 상기 전압분배부에 접속되어 인가되는 신호에 따라 일정항 신호를 발생시키는 센서와, 상기 센서에 접속되는 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치.
제4항에 있어서, 상기 전압분배부는 저항(R1)과 저항(R2)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치.
제4항에 있어서, 상기 전압분배부는 인가되는 신호의 레벨을 60dB로 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 수동예인형 음향탐지기의 동작시험 장치.