KR100992863B1 - Active acoustic absorbent and Method for minimizing accoustic reflection - Google Patents

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Abstract

본 발명은 능동 흡음재 및 이를 이용하여 음파반사를 최소화하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 제어기가 음향신호를 제어하여 송신센서에 피드백하는 피드백 시스템 구조를 이용하여 송신센서가 반사파를 상쇄시키는 상쇄파를 생성하도록 함으로써 매우 긴 파장을 갖는 저주파 음파도 얇은 두께의 흡음재를 이용하여 높은 흡음효과를 얻을 수 있으며, 세라믹 폴리머 복합 재질을 사용하여 능동 흡음 기능이 필요없는 고주파 대역에서도 기존의 수동 흡음재에 필적하는 흡음 성능을 나타내는 능동 흡음재 및 이를 이용하여 음파반사를 최소화하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an active sound absorbing material and a method for minimizing sound wave reflection using the same. More specifically, by using a feedback system structure in which a controller controls an acoustic signal and feeds it back to a transmitting sensor, the transmitting sensor generates an offset wave that cancels the reflected wave. The present invention relates to an active sound absorbing material having a high sound absorbing effect and exhibiting sound absorption performance comparable to a conventional passive sound absorbing material even in a high frequency band using a ceramic polymer composite material and a method of minimizing sound wave reflection using the same. .

이를 위하여 본 발명은 입사파의 신호를 측정하는 수신센서; 상기 입사파의 반사파를 상쇄하기 위한 상쇄파를 발생시키는 송신센서; 및 상기 수신센서로부터 입사파와 반사파 및 상쇄파가 중첩된 음파의 전기신호를 전달받아 상기 전기신호의 위상과 크기를 제어하여 상기 송신센서를 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 흡음재를 제공한다.To this end, the present invention is a reception sensor for measuring the signal of the incident wave; A transmission sensor for generating an offset wave for canceling the reflected wave of the incident wave; And a controller configured to generate a driving signal for driving the transmission sensor by controlling the phase and magnitude of the electric signal by receiving the electric signal of the acoustic wave in which the incident wave, the reflected wave, and the destructive wave are superimposed from the receiving sensor. It provides an active sound absorbing material.

능동 흡음재, 저주파, 상쇄파, 피드백 Active sound absorbing material, low frequency, offset wave, feedback

Description

능동 흡음재 및 이를 이용하여 음파반사를 최소화하는 방법{Active acoustic absorbent and Method for minimizing accoustic reflection} Active acoustic absorbent and method for minimizing acoustic reflection using it {active acoustic absorbent and Method for minimizing accoustic reflection}

본 발명은 능동 흡음재 및 이를 이용하여 음파반사를 최소화하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 제어기가 음향신호를 제어하여 송신센서에 피드백하는 피드백 시스템 구조를 이용하여 송신센서가 반사파를 상쇄시키는 상쇄파를 생성하도록 함으로써 매우 긴 파장을 갖는 저주파 음파도 얇은 두께의 흡음재를 이용하여 높은 흡음효과를 얻을 수 있으며, 세라믹 폴리머 복합 재질을 사용하여 능동 흡음 기능이 필요없는 고주파 대역에서도 기존의 수동 흡음재에 필적하는 흡음 성능을 나타내는 능동 흡음재 및 이를 이용하여 음파반사를 최소화하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an active sound absorbing material and a method for minimizing sound wave reflection using the same. More specifically, by using a feedback system structure in which a controller controls an acoustic signal and feeds it back to a transmitting sensor, the transmitting sensor generates an offset wave that cancels the reflected wave. The present invention relates to an active sound absorbing material having a high sound absorbing effect and exhibiting sound absorption performance comparable to a conventional passive sound absorbing material even in a high frequency band using a ceramic polymer composite material and a method of minimizing sound wave reflection using the same. .

수중 음향센서는 음파를 방사하여 되돌아오는 수면 반사파를 이용하여 물체의 위치 및 거리를 파악하는 장치이다. 이러한 수중 음향센서는 수상함과 잠수함의 소나(sonar)로 사용되며, 이외에도 대부분의 수중 무기에 장착된다.Underwater acoustic sensor is a device that grasps the position and distance of the object by using the reflected surface of the water reflected back by radiating sound waves. These underwater acoustic sensors are used as sonars for water and submarines, and are also fitted to most underwater weapons.

소나(sonar)는 'Sound Navigation And Ranging'에서 유래하며, 협의로는 수중 청음기 또는 음향 탐신기를 의미한다. 제1차 세계대전 중 영국 해군에 의해 조 직된 애스딕(asdic)이 이에 해당하며, 수중 청음기는 잠수함 탐지를 위해 제1차 세계대전 이래 개발되어, 특히 제2차 세계대전 중과 전후에 급속히 발달하였다. 가시광선 등의 전자파와 레이더파는 바다 속에서 전달되지 않으므로 초음파를 사용하여 표적물의 거리와 위치를 정한다. 바다 속에서 전달되는 음파의 속도는 바다의 상황에 따라 다르나 약 1,500 m/s이며, 음파는 물체에 닿으면 반사하여 되돌아오는 성질이 있어 각종 소나는 이것을 이용한다. 소나에는 음향 탐신기형과 같이 스스로 소리를 내어 물체를 표정(標定)하는 액티브 소나(active sonar)와, 수중 청음기형과 같이 음원으로부터의 소리를 측정하여 그것을 표정하는 패시브 소나(passive sonar)가 있다. Sonar comes from 'Sound Navigation And Ranging', which in the sense refers to a hydrophone or acoustic detector. This was the case of the Asdic, organized by the British Navy during World War I, and hydrophones developed since the First World War to detect submarines, especially during and after World War II. . Electromagnetic waves such as visible light and radar waves are not transmitted in the sea, so ultrasonic waves are used to determine the distance and position of the target. The speed of sound waves transmitted in the sea varies depending on the situation of the sea, but it is about 1,500 m / s, and the sound waves reflect back when they touch an object. The sonar includes an active sonar that makes an object by sounding itself, such as an acoustic detector type, and a passive sonar that measures sound from a sound source and expresses it, such as an underwater listening machine.

한편, 이러한 수중 음향센서에 의해 탐지되지 않기 위해서는 수중 음향센서로부터 발사된 음파에 대한 반사를 최소화할 필요가 있다. 특정 벽면의 음파 반사를 최소화하고자 할 경우, 일반적으로 음파 산란이 크거나 진동저항이 크며, 밀도, 탄성 등의 성질이 음파전달의 매질과 유사한 물질로 이루어진 수동형 흡음재를 사용한다. 이러한 수동형 흡음재는 음파전달 매질과의 정합과 음파 산란 등을 통해 손실특성을 증대시키고, 입사파가 음파전달 매질에서 흡음재로 전달되면 음파를 산란시켜 음향에너지를 감소시킴으로써 반사를 최소화한다.Meanwhile, in order not to be detected by the underwater acoustic sensor, it is necessary to minimize the reflection of sound waves emitted from the underwater acoustic sensor. In order to minimize the reflection of sound waves on a specific wall, a passive sound absorbing material is generally made of a material having a large sound wave scattering or a large vibration resistance, and a material having a density, elasticity, and the like similar to that of a sound wave transmission medium. Such passive sound absorbing material increases loss characteristics through matching with sound wave transmission medium and sound wave scattering, and minimizes reflection by reducing acoustic energy by scattering sound waves when incident waves are transferred from the sound wave transmission medium to the sound absorbing material.

그러나, 이러한 수동형 흡음재는 입사되는 음파의 파장보다 대략 2~10배에 이르는 두께를 가져야 그 효과를 발휘한다. 특히 저주파 음파가 입사될 경우 수동형 흡음재의 두께는 거의 수십 센티미터에서 1미터 가량에 이르게 된다. 이와 같이 저주파 음파까지 커버하기 위해서는 흡음재가 지나치게 두꺼워져 실용성이 떨어지 는 문제점이 있다.However, such a passive sound absorbing material must have a thickness that is approximately 2 to 10 times greater than the wavelength of the incident sound wave to exhibit the effect. In particular, when low frequency sound wave is incident, the thickness of the passive sound absorbing material is almost tens of centimeters to about 1 meter. In order to cover the low frequency sound waves as described above, there is a problem in that the sound absorbing material becomes too thick and the utility falls.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 매우 긴 파장을 갖는 저주파 음파에 대해서 얇은 두께의 흡음재를 이용하여 높은 흡음효과를 얻을 수 있으며, 능동 흡음 기능이 필요없는 고주파 대역에서도 기존의 수동 흡음재에 필적하는 흡음 성능을 나타내는 능동 흡음재 및 이를 이용하여 음파반사를 최소화하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, a high sound absorption effect can be obtained by using a thin sound absorbing material for low frequency sound waves having a very long wavelength, even in the high frequency band that does not require active sound absorption function The purpose of the present invention is to provide an active sound absorbing material having a sound absorption performance comparable to that of a passive sound absorbing material, and a method of minimizing sound wave reflection using the same.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 능동 흡음재는 입사파의 신호를 측정하는 수신센서; 상기 입사파의 반사파를 상쇄하기 위한 상쇄파를 발생시키는 송신센서; 및 상기 수신센서로부터 입사파와 반사파 및 상쇄파가 중첩된 음파의 전기신호를 전달받아 상기 전기신호의 위상과 크기를 제어하여 상기 송신센서를 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Active sound absorbing material according to the present invention devised to achieve the above object is a receiving sensor for measuring the signal of the incident wave; A transmission sensor for generating an offset wave for canceling the reflected wave of the incident wave; And a controller configured to generate a driving signal for driving the transmission sensor by controlling the phase and magnitude of the electric signal by receiving the electric signal of the acoustic wave in which the incident wave, the reflected wave, and the destructive wave are superimposed from the receiving sensor. do.

또한, 상기 수신센서는 입사파(Pi)와 반사파(Pr) 및 상쇄파(Pc)가 중첩된 음파신호를 측정하여 아래 수학식에 의해 상기 전기신호(Es)로 변환하여 상기 제어기로 전달할 수 있다.In addition, the receiving sensor may measure a sound wave signal in which the incident wave Pi, the reflected wave Pr, and the destructive wave Pc overlap and convert the electric wave signal Es to the controller according to the following equation. .

Es = S×(Pi + Pr + Pc), S는 상기 수신센서의 수신감도Es = S × (Pi + Pr + Pc), S is the reception sensitivity of the receiving sensor

또한, 상기 제어기는 상기 전기신호(Es)로부터 아래 수학식에 의해 상기 구동신호(Et)를 생성할 수 있다.In addition, the controller may generate the driving signal Et from the electrical signal Es by the following equation.

Et = K×Es, K는 상기 제어기의 증폭률Et = K × Es, K is the amplification factor of the controller

또한, 상기 송신센서는 상기 구동신호에 따라 아래 수학식에 의해 상기 상쇄파(Pc)를 발생시킬 수 있다.In addition, the transmission sensor may generate the offset wave Pc by the following equation according to the driving signal.

Pc = T×Et, T는 상기 송신센서의 송신감도Pc = T x Et, T is the transmission sensitivity of the transmission sensor

또한, 상기 제어기의 증폭률 K는 아래의 수학식에 의해 정의될 수 있다.In addition, the amplification factor K of the controller can be defined by the following equation.

K = -R/(S×T), R은 상기 수신센서의 반사계수K = -R / (S × T), R is the reflection coefficient of the receiving sensor

또한, 상기 송신센서와 수신센서는 평판 형상을 구비하며, 상기 송신센서와 수신센서가 적층되어 몰딩된 것일 수 있다.The transmitting sensor and the receiving sensor may have a flat plate shape, and the transmitting sensor and the receiving sensor may be stacked and molded.

또한, 상기 송신센서와 수신센서는 세라믹 폴리머 복합재질일 수 있다.In addition, the transmitting sensor and the receiving sensor may be a ceramic polymer composite material.

또한, 상기 송신센서와 수신센서는 폴리머에 압전 세라믹 막대가 삽입된 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the transmitting sensor and the receiving sensor may be formed in a shape in which a piezoelectric ceramic rod is inserted into a polymer.

본 발명에 따른 음파반사를 최소화하는 방법은 (a) 수신센서가 입사파(Pi)와 반사파(Pr) 및 상쇄파(Pc)가 중첩된 음파신호를 측정하여 전기신호(Es)로 변환하여 제어기로 전달하는 단계; (b) 상기 제어기가 상기 전기신호(Es)의 위상과 크기를 제어하여 송신센서를 구동하기 위한 구동신호(Et)를 생성하는 단계; 및 (c) 상기 송신센서가 상기 구동신호(Et)에 따라 상기 상쇄파(Pc)를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a method for minimizing sound wave reflection includes: (a) a receiving sensor measuring an acoustic wave signal in which an incident wave Pi, a reflected wave Pr, and an offset wave Pc are superposed, and converting the sound wave signal into an electric signal Es; Delivering to; (b) the controller generating a driving signal Et for driving the transmission sensor by controlling the phase and magnitude of the electrical signal Es; And (c) generating the offset wave Pc according to the driving signal Et by the transmitting sensor.

또한, 상기 (b)단계에서 상기 제어기의 증폭률 K는 아래의 수학식에 의해 정의될 수 있다.Further, in step (b), the amplification factor K of the controller may be defined by the following equation.

K = -R/(S×T) K = -R / (S × T)

R은 상기 수신센서의 반사계수, S는 상기 수신센서의 수신감도, T는 상기 송 신센서의 송신감도R is the reflection coefficient of the reception sensor, S is the reception sensitivity of the reception sensor, T is the transmission sensitivity of the transmission sensor

본 발명에 의하면 송신센서가 반사파를 상쇄시키는 상쇄파를 생성하도록 하여 매우 긴 파장을 갖는 저주파 음파도 얇은 두께의 흡음재를 이용하여 높은 흡음효과를 얻을 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the transmitting sensor generates an offset wave that cancels the reflected wave, so that low frequency sound waves having a very long wavelength can be obtained by using a sound absorbing material having a thin thickness.

또한, 본 발명에 의하면 세라믹 폴리머 복합 재질을 사용하여 능동 흡음 기능이 필요없는 고주파 대역에서도 기존의 수동 흡음재에 필적하는 흡음 성능을 나타내는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the ceramic polymer composite material has an effect of exhibiting sound absorption performance comparable to that of a conventional passive sound absorber even in a high frequency band in which an active sound absorption function is not required.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동 흡음재의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an active sound absorbing material according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 다른 능동 흡음재는, 도 1을 참조하면, 수신센서(10), 제어기(20) 및 송신센서(30)를 포함하여 이루어진다. 능동 흡음재는 평판 송신센서(10)와 수신센서(30)가 적층 및 몰딩된 다중 센서 구조를 갖는다. 또한, 제어기(20)가 음향신호를 제어하여 송신센서(30)에 피드백하는 피드백 시스템 구조를 갖는다.Active sound absorbing material according to a preferred embodiment of the present invention, referring to Figure 1, comprises a receiving sensor 10, the controller 20 and the transmitting sensor 30. The active sound absorbing material has a multi-sensor structure in which the flat plate transmitting sensor 10 and the receiving sensor 30 are laminated and molded. In addition, the controller 20 has a feedback system structure for controlling the sound signal to feed back to the transmission sensor (30).

수신센서(10)와 송신센서(30)는 평판 형상으로 형성되어 서로 몰딩됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 수신센서(10)와 송신센서(30)는 세라믹 폴리머 복합재질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수신센서(10)와 송신센서(30)는 폴리우레탄, 고무, 네오프렌 등의 폴리머 물질에 철가루와 같은 고밀도 분말이 첨가된 폴리머부(P)에 압전 세라믹 막대(C)가 삽입된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 압전 세라믹 막대(C)는 바둑판 형상으로 폴리머부(P) 내부에 삽입될 수 있다. 폴리머부(P)는 고주파 흡음 성능이 우수하며, 얇은 두께로도 충분히 고주파 대역의 음파 신호를 흡수할 수 있다. 압전 세라믹 막대(C)는 반사파가 저주파인 경우 이를 상쇄시키는 역할을 수행한다. 이를 통해 수신센서(10)와 송신센서(30)는 기존의 수동 흡음재에 필적하는 고주파 흡음 성능을 확보하면서도, 얇은 두께로 저주파 반사파를 상쇄시킬 수 있도록 한다.The reception sensor 10 and the transmission sensor 30 may be formed in a flat plate shape and molded together. In addition, the reception sensor 10 and the transmission sensor 30 may be formed of a ceramic polymer composite material. In detail, the reception sensor 10 and the transmission sensor 30 include a piezoelectric ceramic rod C inserted into a polymer part P in which a high density powder such as iron powder is added to a polymer material such as polyurethane, rubber or neoprene. It may be formed in the form. In this case, the piezoelectric ceramic bar C may be inserted into the polymer part P in a checkerboard shape. The polymer part P is excellent in high frequency sound absorption performance, and can absorb the sound wave signal of a high frequency band sufficiently even with a thin thickness. The piezoelectric ceramic rod C serves to cancel the reflected wave when the reflected wave is low. Through this, the receiving sensor 10 and the transmitting sensor 30 ensure high frequency sound absorption performance comparable to the existing passive sound absorbing material, and can cancel the low frequency reflected wave with a thin thickness.

수신센서(10)는 능동 흡음재의 전면에 구비되어 입사파(Pi)의 신호를 측정한다. 또한, 수신센서(10)는 입사파(Pi)와 반사파(Pr) 및 상쇄파(Pc)가 중첩된 음파신호를 측정하여 이를 수학식 1과 같이 전기신호(Es)로 변환하여 제어기(30)로 전달한다. 이때, 수신센서(10)는 음파신호를 측정하기 위해 입사파, 반사파, 상쇄파의 음압을 측정하는 방식을 사용할 수 있다. The receiving sensor 10 is provided on the front surface of the active sound absorbing material to measure the signal of the incident wave Pi. In addition, the reception sensor 10 measures a sound wave signal in which the incident wave Pi, the reflected wave Pr, and the canceling wave Pc overlap, and converts the sound wave signal into an electrical signal Es as shown in Equation 1 to control the controller 30. To pass. At this time, the reception sensor 10 may use a method of measuring the sound pressure of the incident wave, reflected wave, decay wave to measure the sound wave signal.

Es = S×(Pi + Pr + Pc), S는 상기 수신센서의 수신감도Es = S × (Pi + Pr + Pc), S is the reception sensitivity of the receiving sensor

제어기(20)는 수신센서(10)로부터 입사파(Pi)와 반사파(Pr) 및 상쇄파(Pc)가 중첩된 음파의 전기신호(Es)를 전달받아 수학식 2와 같이 전기신호(Es)의 위상과 크기를 제어하여 송신센서(30)를 구동하기 위한 구동신호(Et)를 생성한다.The controller 20 receives the electrical signal Es of the sound wave in which the incident wave Pi, the reflected wave Pr, and the destructive wave Pc are superimposed from the receiving sensor 10, as shown in Equation 2, as shown in Equation (2). By generating the driving signal (Et) for driving the transmission sensor 30 by controlling the phase and magnitude of the.

Et = K×Es, K는 상기 제어기의 증폭률Et = K × Es, K is the amplification factor of the controller

송신센서(30)는 제어기(20)로부터 구동신호(Et)를 입력받아 수학식 3과 같이 입사파(Pi)와 반사파(Pr)를 상쇄하기 위한 상쇄파(Pc)를 발생시킨다. The transmission sensor 30 receives the driving signal Et from the controller 20 and generates an offset wave Pc for canceling the incident wave Pi and the reflected wave Pr as shown in Equation 3 below.

Pc = T×Et, T는 송신센서의 송신감도Pc = T × Et, T is transmit sensitivity of transmitter

이때, 송신센서(30)가 상쇄파를 발생시켜 음파반사가 최소가 되도록 반사파를 상쇄하기 위해서는 수학식 4와 같이 반사파와 상쇄파의 중첩된 음파의 크기가 0에 접근하도록 하는 것이 바람직하다.At this time, in order for the transmission sensor 30 to cancel the reflected wave so that the reflection of the sound wave is minimized by generating the offset wave, it is preferable that the magnitude of the overlapped sound wave of the reflected wave and the offset wave approaches 0 as shown in Equation (4).

Pr + Pc = R×Pi + T×Et = 0, R은 수신센서의 반사계수Pr + Pc = R × Pi + T × Et = 0, where R is the reflection coefficient of the receiving sensor

수학식 4를 전개하여 계산하면 아래 수학식 5와 같다.Expanding and calculating Equation 4 is as shown in Equation 5 below.

Pr + Pc = R×Pi + T×EtPr + Pc = R × Pi + T × Et

= R×Pi + T×K×Es         = R × Pi + T × K × Es

= R×Pi + T×K×S×(Pi + Pr + Pc)        = R × Pi + T × K × S × (Pi + Pr + Pc)

= Pi×(R + T×K×S) + T×K×S×(Pr + Pc)        = Pi × (R + T × K × S) + T × K × S × (Pr + Pc)

수학식 5를 Pr + Pc 에 대하여 정리하면,Summarizing Equation 5 with respect to Pr + Pc,

Pr + Pc = Pi×(R + T×K×S)/(1 - T×K×S) Pr + Pc = Pi × (R + T × K × S) / (1-T × K × S)

Pr + Pc = 0 이 되기 위해서는 R + T×K×S = 0 이 되어야 하며, 그 결과 제어기의 증폭률 K는 수학식 7과 같이 정의되는 것이 바람직하다.In order to be Pr + Pc = 0, R + T x K x S = 0, and as a result, the amplification factor K of the controller is preferably defined as in Equation (7).

K = -R/(S×T)K = -R / (S × T)

제어기(20)가 수학식 7과 같이 정의된 경우 반사파와 상쇄파는 서로 상쇄되어 음파반사가 최소화된다.When the controller 20 is defined as shown in Equation 7, the reflected wave and the cancel wave cancel each other to minimize the reflection of sound waves.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음파반사를 최소화하는 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a method for minimizing sound wave reflection according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음파반사를 최소화하는 방법은, 도 2를 참조하면, 수신센서 작동 단계(S10), 제어기가 구동신호를 생성하는 단계(S20), 송신센서가 상쇄파를 발생시키는 단계(S30)를 포함하여 이루어진다.In the method for minimizing sound wave reflection according to the preferred embodiment of the present invention, referring to FIG. 2, the receiving sensor operating step (S10), the controller generating a driving signal (S20), and the transmitting sensor generates the offset wave. A step S30 is made.

단계 S10은 수신센서가 입사파(Pi)와 반사파(Pr) 및 상쇄파(Pc)가 중첩된 음파신호를 측정하여 전기신호(Es)로 변환하여 제어기로 전달하는 단계이다.Step S10 is a step in which the receiving sensor measures an acoustic wave signal in which the incident wave Pi, the reflected wave Pr, and the canceling wave Pc overlap, converts the sound wave signal into an electric signal Es, and transmits the same to the controller.

단계 S20은 제어기가 전기신호(Es)의 위상과 크기를 제어하여 송신센서를 구동하기 위한 구동신호(Et)를 생성하는 단계이다. 이때, 제어기는 수학식 7과 같은 증폭률을 가지도록 정의함으로써, 반사파(Pr)와 상쇄간섭을 일으키는 상쇄파를 발 생시키도록 하는 것이 바람직하다.Step S20 is a step in which the controller generates a driving signal Et for driving the transmission sensor by controlling the phase and magnitude of the electrical signal Es. In this case, the controller is defined to have an amplification factor as shown in Equation 7 to generate a destructive wave causing destructive interference with the reflected wave Pr.

단계 S30은 송신센서가 구동신호(Et)에 따라 상쇄파(Pc)를 발생시키는 단계이다.Step S30 is a step in which the transmitting sensor generates a cancellation wave Pc according to the driving signal Et.

이와 같이 본 발명에 따른 능동 흡음재와 이를 이용한 음파신호 최소화 방법에 의하면 전기 에너지를 이용하여 아주 긴 파장의 저주파 음파도 얇은 두께의 흡음재를 이용하여 높은 흡음효과를 얻을 수 있고, 더불어 능동 흡음 기능이 필요없는 고주파 대역에서도 기존의 수동 흡음재에 필적하는 흡음 성능을 나타낼 수 있다.As described above, according to the active sound absorbing material and the method for minimizing the sound wave signal using the same, high sound absorption effect can be obtained by using the sound absorbing material having a thin thickness even in the low frequency sound wave of very long wavelength by using electric energy, and the active sound absorbing function is required. In the absence of a high frequency band can exhibit a sound absorption performance comparable to the conventional passive sound absorbing material.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

본 발명은 능동 흡음재에 관한 것으로, 상대의 수중 음향센서를 기만하기 위한 수중 전자전을 비롯하여 다양한 분야에 적용될 수 있다.The present invention relates to an active sound absorbing material, and can be applied to various fields including an underwater electronic warfare for deceiving an underwater acoustic sensor of an opponent.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 능동 흡음재의 개념도,1 is a conceptual diagram of an active sound absorbing material according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음파반사를 최소화하는 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a method for minimizing sound wave reflection according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 - 수신센서 20 - 제어기10-Receive Sensor 20-Controller

30 - 송신센서30-Transmitter

Claims (10)

입사파(Pi)와 반사파(Pr) 및 상쇄파(Pc)가 중첩된 음파 신호를 측정하여 아래 수학식에 의해 전기신호(Es)로 변환하여 출력하는 수신센서;A reception sensor measuring a sound wave signal in which the incident wave Pi, the reflected wave Pr, and the destructive wave Pc are superimposed, and converting the sound wave signal into an electric signal Es by the following equation; 상기 수신센서로부터 전기신호를 전달받아 상기 전기신호(Es)의 위상과 크기를 제어하여 구동신호를 생성하는 제어기; 및A controller configured to generate a driving signal by receiving an electrical signal from the receiving sensor and controlling a phase and a magnitude of the electrical signal Es; And 상기 제어기로부터의 구동신호에 따라 상기 입사파(Pi)의 반사파(Pr)를 상쇄하기 위한 상쇄파(Pc)를 발생시키는 송신센서;A transmission sensor for generating a decay wave Pc for canceling the reflected wave Pr of the incident wave Pi according to a drive signal from the controller; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 흡음재.Active sound absorbing material comprising a. Es = S×(Pi + Pr + Pc), S는 상기 수신센서의 수신감도Es = S × (Pi + Pr + Pc), S is the reception sensitivity of the receiving sensor 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어기는 상기 전기신호(Es)로부터 아래 수학식에 의해 상기 구동신호(Et)를 생성하는 것을 특징으로 하는 능동 흡음재.The controller is an active sound absorbing material, characterized in that for generating the drive signal (Et) from the electrical signal (Es) by the following equation. Et = K×Es, K는 상기 제어기의 증폭률Et = K × Es, K is the amplification factor of the controller 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신센서는 상기 구동신호에 따라 아래 수학식에 의해 상기 상쇄파(Pc)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 능동 흡음재.The transmitting sensor is an active sound absorbing material, characterized in that for generating the offset wave (Pc) by the following equation according to the drive signal. Pc = T×Et, T는 상기 송신센서의 송신감도Pc = T x Et, T is the transmission sensitivity of the transmission sensor 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제어기의 증폭률 K는 아래의 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 능동 흡음재.The amplification factor K of the controller is an active sound absorbing material, characterized in that defined by the following equation. K = -R/(S×T), R은 상기 수신센서의 반사계수K = -R / (S × T), R is the reflection coefficient of the receiving sensor 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신센서와 수신센서는 평판 형상을 구비하며, 상기 송신센서와 수신센서가 적층되어 몰딩된 것을 특징으로 하는 능동 흡음재.The transmitting sensor and the receiving sensor has a flat plate shape, characterized in that the transmitting sensor and the receiving sensor is laminated and molded. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신센서와 수신센서는 세라믹 폴리머 복합재질인 것을 특징으로 하는 능동 흡음재.The transmitting sensor and the receiving sensor is an active sound absorbing material, characterized in that the ceramic polymer composite material. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 송신센서와 수신센서는 폴리머에 압전 세라믹 막대가 삽입된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 능동 흡음재.The transmitting sensor and the receiving sensor is an active sound absorbing material, characterized in that the piezoelectric ceramic rod is formed into a polymer shape. (a) 수신센서가 입사파(Pi)와 반사파(Pr) 및 상쇄파(Pc)가 중첩된 음파신호를 측정하여 아래 수학식에 의해 전기신호(Es)로 변환하여 제어기로 전달하는 단계;(a) measuring, by the receiving sensor, an acoustic wave signal in which the incident wave Pi, the reflected wave Pr, and the canceling wave Pc are superimposed, and converting the sound wave signal into an electric signal Es according to the following equation and transmitting it to the controller; (b) 상기 제어기가 상기 전기신호(Es)의 위상과 크기를 제어하여 송신센서를 구동하기 위한 구동신호(Et)를 생성하는 단계; 및(b) the controller generating a driving signal Et for driving the transmission sensor by controlling the phase and magnitude of the electrical signal Es; And (c) 상기 송신센서가 상기 구동신호(Et)에 따라 상기 입사파(Pi)의 반사파(Pr)를 상쇄하기 위한 상쇄파(Pc)를 발생시키는 단계;(c) generating, by the transmitting sensor, an offset wave Pc for canceling the reflected wave Pr of the incident wave Pi according to the driving signal Et; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 음파반사를 최소화하는 방법.Method for minimizing sound wave reflection, characterized in that it comprises a. Es = S×(Pi + Pr + Pc), S는 상기 수신센서의 수신감도Es = S × (Pi + Pr + Pc), S is the reception sensitivity of the receiving sensor 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 (b)단계에서 상기 제어기의 증폭률 K는 아래의 수학식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 음파반사를 최소화하는 방법.In step (b), the amplification factor K of the controller is a method of minimizing sound reflection, characterized in that defined by the following equation. K = -R/(S×T) K = -R / (S × T) R은 상기 수신센서의 반사계수, T는 상기 송신센서의 송신감도R is the reflection coefficient of the receiving sensor, T is the transmission sensitivity of the transmitting sensor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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