KR101203269B1 - dual frequency underwater acoustic camera and it's operating method for precise underwater survey - Google Patents

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변성훈
김승근
최영철
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Abstract

PURPOSE: An underwater supersonic camera for a precise underwater exploration which selectively operates a low frequency and a high frequency and an operating method thereof are provided to obtain a high resolution image. CONSTITUTION: A signal collecting device(80) forms data which is possible to process by sampling an electronic signal of a low frequency receiving sound transducer(41). A signal processing device(90) performs beam forming processing by using the data collected by the signal collecting device. A supersonic image displayer(100) displays a supersonic image by using beam forming data provided from the signal processing device. A signal selecting device(110) connects to a signal by selecting a circuit according to a selection option of a low frequency or a high frequency. [Reference numerals] (10) Signal generator; (100) Supersonic image displayer; (20) Power amplifier; (31) Low frequency transmitting transducer; (32) High frequency transmitting transducer; (41) Low frequency receiving transducer; (42) High frequency receiving transducer; (50) Low noise amplifier; (61) Low frequency band pass filter; (62) High frequency band pass filter; (70) Time-varying amplifier; (80) Signal collector; (90) Signal processor

Description

저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법{dual frequency underwater acoustic camera and it's operating method for precise underwater survey}Dual frequency underwater acoustic camera and it's operating method for precise underwater survey

본 발명은 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라, 보다 구체적으로는 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법(일명, '멀티빔 소나')에 관한 것이다.The present invention is to use a combination of these two frequencies in order to make up for the advantages and to take advantage of the low-frequency and high-frequency underwater sonar camera, more specifically, low and high-frequency sound waves for underwater exploration. The present invention relates to an underwater ultrasonic camera using a precision underwater probe and a method of operation thereof (also called 'multi-beam sonar').

일반적으로 이미징 소나(imaging sonar)라 함은 송신용 수중음향 트랜스듀서에서 음파를 생성하고 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 음파를 수신용 배열 수중음향 트랜스듀서에서 음파를 수신한 후 빔성형 처리 기법을 이용하여 수중 물체의 영상을 획득하는 장비를 말한다.
In general, an imaging sonar generates a sound wave from a transmitting sonar transducer and receives a sound wave reflected by the underwater object from a receiving array sonar transducer. Refers to equipment for acquiring images of underwater objects.

여기서 '빔성형 처리'라 함은 다수의 센서에 입력되는 신호의 시간 차이 또는 위상 차이를 이용하여 입사되는 파의 각도를 추정하는 것을 말한다. 선형 배열된 센서의 정면에서 입사되는 파의 경우 모든 센서에서 측정되는 신호가 동일하다(도 5의 a). 그러나 경사면 입사의 경우 센서에서 측정되는 신호의 시간 차이가 존재하며, 입사각이 증가할수록 그 차이도 같이 증가하게 된다(도 5의 b). 빔성형 처리는 이와 같은 특성을 이용하여 각 센서에서 측정되는 신호를 분석하여 입사각을 추정하는 방법이다.
Here, 'beam shaping processing' refers to estimating the angle of the incident wave using a time difference or a phase difference of signals input to a plurality of sensors. In the case of waves incident from the front of the linearly arranged sensors, the signals measured by all the sensors are the same (a of FIG. 5). However, in the case of inclined plane incidence, there is a time difference of the signal measured by the sensor, and as the incident angle increases, the difference also increases (b of FIG. 5). The beamforming process is a method of estimating an incident angle by analyzing signals measured by each sensor using such characteristics.

한편, 음파는 주파수가 증가할수록 감쇠가 심하므로 수중탐사 시 원거리 탐지를 위해서는 일반적으로 저주파 음파를 사용하게 된다. 그러나 저주파 음파는 고주파 음파에 비해 상대적으로 원거리 탐지가 용이한 반면 파장이 길어 고주파 음파에 비해 해상도가 떨어지는 단점이 존재한다.On the other hand, since the sound waves are attenuated as the frequency increases, low frequency sound waves are generally used for remote detection during underwater exploration. However, low-frequency sound waves are easier to detect in a far distance than high-frequency sound waves, but have a shorter resolution than low-frequency sound waves.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법(일명, '멀티빔 소나')을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, underwater exploration using precision two, characterized in that the use of these two frequencies together in order to supplement the disadvantages of each of the low and high frequency sound waves and to take advantage of the underwater An object of the present invention is to provide an ultrasound camera and a method of operating the same (also called 'multibeam sonar').

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

저주파 송신음향트랜스듀서 및 고주파 송신음향트랜스듀서에 제공할 전기 신호를 발생시키는 신호발생기;A signal generator for generating an electrical signal to be provided to the low frequency transmit acoustic transducer and the high frequency transmit acoustic transducer;

상기 신호발생기가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 전력증폭기;A power amplifier for amplifying the power of the electrical signal provided by the signal generator;

상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키는 저주파 송신음향트랜스듀서 및 상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 고주파 송신음향트랜스듀서;A low frequency transmission acoustic transducer for generating low frequency sound waves using the amplified electric signal provided by the power amplifier, and a high frequency transmission acoustic transducer for generating high frequency sound waves using the amplified electric signal provided by the power amplifier;

수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 저주파 수신음향트랜스듀서 및 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 고주파 수신음향트랜스듀서;A low frequency receiving acoustic transducer for receiving low frequency sound waves reflected by the underwater object and generating an electric signal, and a high frequency receiving acoustic transducer generating electric signal by receiving high frequency sound waves reflected by the underwater object;

상기 저주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 저잡음증폭기;Minimize the noise of the low frequency sound wave received by the low frequency receiving acoustic transducer to amplify the weak electric signal of the low frequency receiving sound transducer, or minimize the noise of the high frequency sound wave received by the high frequency receiving acoustic transducer to reduce the noise. A low noise amplifier that amplifies the weak electrical signal of the receiving acoustic transducer, or performs the two actions sequentially or simultaneously;

상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 저주파 대역통과필터 및 상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 고주파 대역통과필터;A low frequency bandpass filter for selecting and filtering only a low frequency region of the electrical signal provided by the low noise amplifier and a high frequency bandpass filter for selecting and filtering only a high frequency region of the electrical signal provided by the low noise amplifier;

상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 시변증폭기;In order to reduce the amplification ratio of the low frequency signal of the low frequency reception acoustic transducer and to increase the amplification ratio of the long distance signal, the amplification ratio may be changed over time, or the short range signal of the high frequency signal of the high frequency reception acoustic transducer may be A time-varying amplifier that changes the amplification ratio with time to perform a small amplification ratio and a long distance signal, or performs both of these operations sequentially or simultaneously;

상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 신호수집기;Sampling the electrical signal of the low-frequency receiving acoustic transducer to form processable data, or sampling the electrical signal of the high-frequency receiving acoustic transducer to form processable data, or performing both operations sequentially or simultaneously. Signal collector;

상기 신호수집기에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 신호처리기;A signal processor which performs beamforming processing using data collected by the signal collector;

상기 신호처리기가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 초음파영상전시기 및;An ultrasonic image displayer for displaying an ultrasonic image using beamforming data provided by the signal processor;

저주파 또는 고주파의 선택 사항에 따라 원하는 회로를 선택하여 신호를 이어주는 신호선택기;A signal selector for connecting a signal by selecting a desired circuit according to a selection of low frequency or high frequency;

를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라를 제공한다.
Provides an underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation to selectively operate low and high frequencies, including.

또한 본 발명은,Further, according to the present invention,

상기 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법으로서,As an operation method of the underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating the low frequency and high frequency,

신호발생기가 저주파 송신음향트랜스듀서 및 고주파 송신음향트랜스듀서에 제공할 전기 신호를 발생시키는 단계;Generating an electrical signal for the signal generator to provide to the low frequency transmit acoustic transducer and the high frequency transmit acoustic transducer;

전력증폭기가 상기 신호발생기가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 단계;Amplifying a power of an electrical signal provided by the signal generator by a power amplifier;

상기 저주파 송신음향트랜스듀서는 상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 상기 고주파 송신음향트랜스듀서는 상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 단계;The low frequency transmission acoustic transducer generates low frequency sound waves using the amplified electrical signal provided by the power amplifier, and the high frequency transmission acoustic transducer generates high frequency sound waves using the amplified electrical signal provided by the power amplifier. Making a step;

저주파 수신음향트랜스듀서는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 단계;The low frequency receiving acoustic transducer receives the low frequency sound waves reflected by the underwater object and generates an electrical signal, and the high frequency receiving acoustic transducer receives the high frequency sound waves reflected by the underwater object and generates an electrical signal;

저잡음증폭기가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;A low noise amplifier minimizes the noise of the low frequency sound waves received by the low frequency receiving acoustic transducer to amplify the weak electric signal of the low frequency receiving acoustic transducer, or minimizes the noise of the high frequency sound waves received by the high frequency receiving acoustic transducer. Amplifying the weak electrical signal of the high frequency receiving acoustic transducer, or performing these two actions sequentially or simultaneously;

저주파 대역통과필터는 상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키며, 고주파 대역통과필터는 상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 단계;A low frequency bandpass filter selects and filters only a low frequency region of an electrical signal provided by the low noise amplifier, and a high frequency bandpass filter selects and filters only a high frequency region of an electrical signal provided by the low noise amplifier;

시변증폭기가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;The time-varying amplifier changes the amplification ratio according to time in order to reduce the amplification ratio of the low frequency signal of the low frequency reception acoustic transducer and to increase the amplification ratio of the far signal, or the high frequency signal of the high frequency reception acoustic transducer. Changing the amplification ratio with time in order to reduce the amplification ratio of the short-range signal and increasing the amplification ratio of the far-field signal, or performing both operations sequentially or simultaneously;

신호수집기가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;A signal collector samples the electrical signal of the low frequency received acoustic transducer to form processable data, or samples the electrical signal of the high frequency received acoustic transducer to form processable data, or sequentially Performing simultaneously;

신호처리기가 상기 신호수집기에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 단계 및;A signal processor performing beamforming processing using data collected by the signal collector;

초음파영상전시기가 상기 신호처리기가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 단계;Displaying an ultrasound image by the ultrasound image display using beamforming data provided by the signal processor;

를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법을 제공한다.
It provides a method of operating an underwater ultrasonic camera using a precision underwater probe to selectively operate low and high frequencies, including.

한편, 본 발명에 있어서 상기 신호선택기는 저주파 및 고주파 중 어느 하나의 회로만 선택하거나 저주파 및 고주파의 모든 회로를 순차적으로 또는 동시에 선택할 수도 있다.Meanwhile, in the present invention, the signal selector may select only one circuit of low frequency and high frequency or select all circuits of low frequency and high frequency sequentially or simultaneously.

본 발명에 따르면 수중탐사 시 반사특성이 다른 두 가지 주파수를 함께 사용할 수 있어 수중 물체의 식별이 보다 용이한 장점이 있다. 즉, 고주파 음파의 경우 음파의 감쇠가 심하여 원거리 탐지가 어려운 단점이 존재하므로 저주파 음파와 함께 사용하여 서로간의 단점을 보완하는 것이다. 즉, 본 발명에 따르면 수중탐사 시 저주파 음파를 이용하여 원거리를 탐지함과 동시에 근거리에 대해서는 고주파 음파를 사용하여 고해상도 영상을 취득하는 것이 가능하며, 고주파 및 저주파의 영상 취득 결과를 상호 비교하는 과정을 통하여 수중 물체의 식별을 보다 용이하게 할 수 있다.According to the present invention, since two frequencies having different reflection characteristics can be used together during underwater exploration, there is an advantage of easier identification of underwater objects. That is, in the case of high frequency sound waves, there is a disadvantage that it is difficult to detect a long distance due to the attenuation of the sound waves is severe, so that it is used together with the low frequency sound waves to compensate for each other. That is, according to the present invention, it is possible to acquire a high resolution image using high frequency sound waves at the same time and to detect a long distance by using low frequency sound waves during underwater exploration. Through this, identification of underwater objects can be made easier.

도 1은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 구성 및 작용을 보여준다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 또 다른 구성 및 작용을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 저주파 및 고주파 음파를 이용하여 동일한 수중 물체의 영상을 취득한 결과를 보여준다.
도 5는 선형 배열된 센서에 대한 정면 입사파 및 경사면 입사파의 모습을 보여준다.Figure 1 shows the configuration and operation of the underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation to selectively operate low and high frequencies according to the present invention.
2 and 3 show another configuration and operation of the underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation to selectively operate the low frequency and high frequency according to the present invention.
4 illustrates a result of acquiring an image of the same underwater object using low and high frequency sound waves according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the appearance of the front incident wave and the inclined plane incident wave for the linearly arranged sensor.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Meanwhile, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라Underwater Ultrasonic Camera for Precision Underwater Probe with Selective Operation of Low and High Frequency

도 1은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 구성 및 작용을 보여주며, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 또 다른 구성 및 작용을 보여준다.
1 shows the configuration and operation of an underwater ultrasonic camera using a precision underwater probe selectively operating low and high frequencies according to the present invention, Figures 2 and 3 are precision underwater selectively operating low and high frequencies according to the present invention Another configuration and operation of the underwater sonar camera is shown.

본 발명은 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라(일명, '멀티빔 소나')를 제공하는 것을 목적으로 하는바,
The present invention is an underwater ultrasonic camera using a precision underwater exploration selective operation of low and high frequency, characterized in that the use of these two frequencies together to supplement the disadvantages of the low and high frequency sound waves during underwater exploration , To provide a "multibeam sonar"),

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기본적으로 신호발생기, 전력증폭기, 송신음향트랜스듀서, 수신음향트랜스듀서, 저잡음증폭기, 대역통과필터, 시변증폭기, 신호수집기, 신호처리기 및 초음파영상전시기를 포함하여 이루어진다.
The present invention to achieve this object basically comprises a signal generator, power amplifier, transmit acoustic transducer, receive acoustic transducer, low noise amplifier, band pass filter, time-varying amplifier, signal collector, signal processor and ultrasonic image display. .

여기서, 본 발명의 핵심은 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파를 함께 사용하여 취득한 저주파 및 고주파 영상 결과를 상호 비교할 수 있도록 하는 데 있는바, 이를 위하여 본 발명은 상술한 요소들 중 일부인 송신음향트랜스듀서, 수신음향트랜스듀서, 대역통과필터를 각각 저주파 음파를 위한 것과 고주파 음파를 위한 것 두 가지로 분리 구성하였다.
Here, the core of the present invention is to be able to compare the low frequency and high frequency image results obtained by using a combination of low and high frequency sound waves during underwater exploration, for this purpose, the present invention is a part of the above-mentioned transmission acoustic transducer, The receiving acoustic transducer and the bandpass filter were separated into two types, one for low frequency sound waves and one for high frequency sound waves.

따라서 본 발명에 의하면 송신음향트랜스듀서는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32), 수신음향트랜스듀서는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42), 대역통과필터는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)의 두 가지로 분리 구성된다(도 1 내지 도 3).
Therefore, according to the present invention, the transmit acoustic transducer is a low frequency transmit acoustic transducer 31 and a high frequency transmit acoustic transducer 32, and the receive acoustic transducer is a low frequency receive acoustic transducer 41 and a high frequency receive acoustic transducer 42. The band pass filter is divided into two types, a low frequency band pass filter 61 and a high frequency band pass filter 62 (FIGS. 1 to 3).

그리고 본 발명은 이처럼 분리 구성된 저주파 또는 고주파의 선택 사항에 따라 원하는 회로를 선택하여 신호를 이어주는 역할을 하도록 신호선택기(110)를 추가하였다. 본 발명에서 신호선택기(110)는 저주파 및 고주파 중 어느 하나의 회로만 선택하거나 저주파 및 고주파의 모든 회로를 순차적으로 또는 동시에 선택할 수도 있다.
In addition, the present invention adds a signal selector 110 so as to connect a signal by selecting a desired circuit according to the separation of the low frequency or the high frequency. In the present invention, the signal selector 110 may select only one circuit of low frequency and high frequency or select all circuits of low frequency and high frequency sequentially or simultaneously.

이하, 이들 각 요소의 작용에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the operation of each of these elements will be described in more detail.

신호발생기(10)는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시키며, 전력증폭기(20)는 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시킨다.
The signal generator 10 generates an electrical signal to be provided to the low frequency transmit acoustic transducer 31 and the high frequency transmit acoustic transducer 32, and the power amplifier 20 generates power of the electrical signal provided by the signal generator 10. Amplify.

저주파 송신음향트랜스듀서(31)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시킨다.
The low frequency transmit sound transducer 31 generates low frequency sound waves using the amplified electric signal provided by the power amplifier 20, and the high frequency transmit sound transducer 32 amplifies the electric power provided by the power amplifier 20. The signal is used to generate high frequency sound waves.

이 경우 전력증폭기(20)와 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공될 수도 있다.
In this case, a signal selector 110 is installed between the power amplifier 20, the low frequency transmission acoustic transducer 31, and the high frequency transmission acoustic transducer 32, and passes through the power amplifier 20 depending on whether the power amplifier 20 is selected. The amplified electrical signal may be provided to either one of the low frequency transmit acoustic transducer 31 and the high frequency transmit acoustic transducer 32 or may be provided sequentially or simultaneously with both.

따라서 본 발명에 의하면 수중탐사 시 저주파 송신음향트랜스듀서(31)로부터는 저주파 음파가, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)로부터는 고주파 음파가 순차적으로 또는 동시에 발생하여 수중 물체에 조사(照射)되며, 그 결과 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 음파 또한 저주파 음파 및 고주파 음파의 두 가지가 된다. 그리고 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파 및 고주파 음파는 후술하는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 각각 순차적으로 또는 동시에 수신하게 된다.
Therefore, according to the present invention, during underwater exploration, low frequency sound waves are generated from the low frequency transmission acoustic transducer 31 and high frequency sound waves are generated from the high frequency transmission acoustic transducer 32 sequentially or simultaneously, and are irradiated to underwater objects. As a result, the sound waves reflected by the underwater object are also two kinds of low frequency sound waves and high frequency sound waves. The low frequency sound wave and the high frequency sound wave reflected by the underwater object are sequentially or simultaneously received by the low frequency received acoustic transducer 41 and the high frequency received acoustic transducer 42, respectively.

이 경우 저주파 음파는 상대적으로 원거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을, 고주파 음파는 상대적으로 근거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을 각각 제공하게 되므로, 결국 본 발명에 의하면 수중탐사 시 수중 물체가 존재하는 위치 및 거리에 관계없이 근거리에서 원거리에 걸쳐 균일하게 높은 해상도의 영상을 취득할 수 있게 된다.
In this case, low frequency sound waves provide a higher resolution image of an underwater object relatively far, and high frequency sound waves provide a higher resolution image of an underwater object relatively close to each other. During exploration, it is possible to acquire images of uniformly high resolution over long distances regardless of the location and distance of underwater objects.

저주파 수신음향트랜스듀서(41)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시킨다.
The low-frequency receiving acoustic transducer 41 receives the low-frequency sound waves reflected by the underwater object to generate an electrical signal, and the high-frequency receiving acoustic transducer 42 receives the high-frequency sound waves reflected by the underwater object to receive the electrical signal. Generates.

저잡음증폭기(50)는 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하게 된다.
The low noise amplifier 50 amplifies a weak electric signal of the low frequency received acoustic transducer 41 by minimizing the noise of the low frequency sound received by the low frequency received acoustic transducer 41, or the high frequency received acoustic transducer 42. By minimizing the noise of the received high frequency sound waves to amplify the weak electrical signal of the high frequency received acoustic transducer 42, or to perform these two actions sequentially or simultaneously.

이 경우 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 저잡음증폭기(50) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 저잡음증폭기(50)로 제공될 수도 있다.
In this case, a signal selector 110 is installed between the low frequency received acoustic transducer 41, the high frequency received acoustic transducer 42, and the low noise amplifier 50, and the low frequency received acoustic transducer 41 depends on whether the low frequency received acoustic transducer 41 is selected. And only one of the electrical signals generated from the high-frequency receiving acoustic transducer 42 may be provided to the low noise amplifier 50 or both may be provided to the low noise amplifier 50 sequentially or simultaneously.

저주파 대역통과필터(61)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 일종의 회로이며, 고주파 대역통과필터(62)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 일종의 회로이다.
The low frequency bandpass filter 61 is a type of circuit that selects and filters only a low frequency region among the electrical signals provided by the low noise amplifier 50, and the high frequency band pass filter 62 is a high frequency of the electrical signals provided by the low noise amplifier 50. It is a kind of circuit that selects and filters only an area.

이 경우 저잡음증폭기(50)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공될 수도 있다.
In this case, a signal selector 110 is installed between the low noise amplifier 50, the low frequency band pass filter 61, and the high frequency band pass filter 62, and the electric signal passing through the low noise amplifier 50 depends on the selection. May be provided to only one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62, or may be provided sequentially or simultaneously for both.

시변증폭기(70)는 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하게 된다.
The time-varying amplifier 70 changes the amplification ratio according to time in order to reduce the amplification ratio of the short range signal and the amplification ratio of the long range signal among the low frequency signals of the low frequency reception acoustic transducer 41, or the high frequency reception acoustic transducer. In the high frequency signal of (42), the short-range signal changes the amplification ratio with time in order to reduce the amplification ratio, and the long-distance signal increases the amplification ratio, or these two actions are performed sequentially or simultaneously.

이 경우 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 시변증폭기(70) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 시변증폭기(70)로 제공될 수도 있다.
In this case, the signal selector 110 is provided between the low frequency band pass filter 61, the high frequency band pass filter 62, and the time varying amplifier 70, and the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band according to the selection. Only one of the electric signals passing through the pass filter 62 may be provided to the time varying amplifier 70 or both may be provided to the time varying amplifier 70 sequentially or simultaneously.

한편, 상술한 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)는 본 발명의 작용순서 상 시변증폭기(70)의 이전(도 1) 또는 이후(도 2)에 작용하도록 설치되지만, 경우에 따라서는 본 발명의 효율을 높이기 위하여 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치될 수도 있다(도 3).
On the other hand, the low-frequency bandpass filter 61 and the high-frequency bandpass filter 62 described above are installed to act before (FIG. 1) or after (FIG. 2) the time-varying amplifier 70 in the operational sequence of the present invention. In accordance with this, in order to increase the efficiency of the present invention, the time-varying amplifier 70 may be installed so as to act respectively before and after (Fig. 3).

신호수집기(80)는 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하게 된다.
The signal collector 80 forms data that can be processed by sampling an electrical signal of the low frequency reception acoustic transducer 41, or forms data that can be processed by sampling an electrical signal of the high frequency reception acoustic transducer 42, or these Both actions are performed sequentially or simultaneously.

한편, 상술한 바와 같이 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)가 시변증폭기(70)의 이후에 작용하도록 설치되거나(도 2) 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치되는 경우(도 3)에는, 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는바, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 신호수집기(80)로 제공될 수도 있다.
On the other hand, as described above, the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 are installed to act after the time varying amplifier 70 (FIG. 2) or before and after the time varying amplifier 70, respectively. In the case of being installed so as to overlap each other (FIG. 3), the signal selector 110 is installed between the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 and the signal collector 80, and according to the selection, the low frequency Only one of the electric signals passing through the band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 may be provided to the signal collector 80 or both may be provided to the signal collector 80 sequentially or simultaneously.

또한 이 경우(도 2, 도 3)에는, 시변증폭기(70)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 역시 설치되므로, 그 선택 여부에 따라 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공될 수도 있다.
In this case (FIGS. 2 and 3), the signal selector 110 is also provided between the time-varying amplifier 70, the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62. The electrical signal passing through the time-varying amplifier 70 may be provided to either one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62, or may be provided sequentially or simultaneously for both.

신호처리기(90)는 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하며, 초음파영상전시기(100)는 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시한다.
The signal processor 90 performs beamforming using the data collected by the signal collector 80, and the ultrasound image display 100 uses the beamforming data provided by the signal processor 90 to generate an ultrasound image. To exhibit.

저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법Operation method of underwater ultrasonic camera using precision underwater detection selectively operating low frequency and high frequency

이하에서는 상술한 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라가 작동하는 방법에 대하여 단계별로 나누어 상세하게 설명한다.
Hereinafter will be described in detail step by step for the operation of the above-mentioned underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation to selectively operate the low frequency and high frequency.

1 단계: 신호발생기(10)가 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시킨다.
 Step 1: The signal generator 10 generates an electrical signal to be provided to the low frequency transmit acoustic transducer 31 and the high frequency transmit acoustic transducer 32.

2 단계: 전력증폭기(20)가 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시킨다.
 Step 2: The power amplifier 20 amplifies the power of the electrical signal provided by the signal generator 10.

3 단계: 저주파 송신음향트랜스듀서(31)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시킨다.
 Step 3: The low frequency transmit sound transducer 31 generates low frequency sound using the amplified electric signal provided by the power amplifier 20, and the high frequency transmit sound transducer 32 provides the power amplifier 20. The amplified electric signal is used to generate high frequency sound waves.

이 경우 전력증폭기(20)와 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공된다.
In this case, a signal selector 110 is installed between the power amplifier 20, the low frequency transmission acoustic transducer 31, and the high frequency transmission acoustic transducer 32, and amplifies the power amplifier 20 according to the selection. The electrical signal is provided to either one of the low frequency transmit acoustic transducer 31 and the high frequency transmit acoustic transducer 32 or sequentially or simultaneously with both.

따라서 본 발명에 의하면 수중탐사 시 저주파 송신음향트랜스듀서(31)로부터는 저주파 음파가, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)로부터는 고주파 음파가 순차적으로 또는 동시에 발생하여 수중 물체에 조사(照射)되며, 그 결과 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 음파 또한 저주파 음파 및 고주파 음파의 두 가지가 된다. 그리고 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파 및 고주파 음파는 후술하는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 각각 순차적으로 또는 동시에 수신하게 된다.
Therefore, according to the present invention, during underwater exploration, low frequency sound waves are generated from the low frequency transmission acoustic transducer 31 and high frequency sound waves are generated from the high frequency transmission acoustic transducer 32 sequentially or simultaneously, and are irradiated to underwater objects. As a result, the sound waves reflected by the underwater object are also two kinds of low frequency sound waves and high frequency sound waves. The low frequency sound wave and the high frequency sound wave reflected by the underwater object are sequentially or simultaneously received by the low frequency received acoustic transducer 41 and the high frequency received acoustic transducer 42, respectively.

이 경우 저주파 음파는 상대적으로 원거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을, 고주파 음파는 상대적으로 근거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을 각각 제공하게 되므로, 결국 본 발명에 의하면 수중탐사 시 수중 물체가 존재하는 위치 및 거리에 관계없이 근거리에서 원거리에 걸쳐 균일하게 높은 해상도의 영상을 취득할 수 있게 된다.
In this case, low frequency sound waves provide a higher resolution image of an underwater object relatively far, and high frequency sound waves provide a higher resolution image of an underwater object relatively close to each other. During exploration, it is possible to acquire images of uniformly high resolution over long distances regardless of the location and distance of underwater objects.

4 단계: 저주파 수신음향트랜스듀서(41)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시킨다.
 Step 4: The low frequency received acoustic transducer 41 receives the low frequency sound waves reflected by the underwater object to generate an electrical signal, and the high frequency received acoustic transducer 42 receives the high frequency sound waves reflected by the underwater object. To generate an electrical signal.

5 단계: 저잡음증폭기(50)가 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행한다.
 Step 5: The low noise amplifier 50 amplifies the weak electric signal of the low frequency received acoustic transducer 41 by minimizing the noise of the low frequency sound received by the low frequency received acoustic transducer 41, or the high frequency received acoustic transducer. By minimizing the noise of the high frequency sound waves received by the 42, amplify the weak electric signal of the high frequency receiving acoustic transducer 42, or performing these two actions sequentially or simultaneously.

이 경우 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 저잡음증폭기(50) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 저잡음증폭기(50)로 제공된다.
In this case, a signal selector 110 is installed between the low frequency received acoustic transducer 41 and the high frequency received acoustic transducer 42 and the low noise amplifier 50, and the low frequency received acoustic transducer 41 and Only one side of the electrical signal generated from the high frequency reception acoustic transducer 42 is provided to the low noise amplifier 50 or both sides are sequentially or simultaneously provided to the low noise amplifier 50.

6 단계: 저주파 대역통과필터(61)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키며, 고주파 대역통과필터(62)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시킨다.
 Step 6: The low frequency bandpass filter 61 selects and filters only the low frequency region of the electrical signal provided by the low noise amplifier 50, and the high frequency bandpass filter 62 performs the high frequency of the electrical signal provided by the low noise amplifier 50. Only areas are selected and filtered.

이 경우 저잡음증폭기(50)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공된다.
In this case, the signal selector 110 is installed between the low noise amplifier 50, the low frequency band pass filter 61, and the high frequency band pass filter 62, and the electric signal passing through the low noise amplifier 50 is selected depending on whether the signal is selected. The low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 may be provided only on one side or may be sequentially or simultaneously provided to both sides.

7 단계: 시변증폭기(70)가 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행한다.
 Step 7: The time-varying amplifier 70 changes the amplification ratio according to time in order to reduce the amplification ratio of the low frequency signal of the low frequency reception acoustic transducer 41 and to increase the amplification ratio of the long range signal, or to receive a high frequency signal. In order to reduce the amplification ratio of the high frequency signals of the acoustic transducer 42 and to reduce the amplification ratio of the far signal, the amplification ratio is changed over time, or these two operations are performed sequentially or simultaneously.

이 경우 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 시변증폭기(70) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 시변증폭기(70)로 제공된다.
In this case, the signal selector 110 is installed between the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 and the time varying amplifier 70, and the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass according to the selection. Only one side of the electrical signal passing through the filter 62 is provided to the time varying amplifier 70, or both sides are sequentially or simultaneously provided to the time varying amplifier 70.

한편, 상술한 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)는 본 발명의 작용순서 상 시변증폭기(70)의 작용 이전(도 1) 또는 이후(도 2)에 작용하면 되지만, 경우에 따라서는 본 발명의 효율을 높이기 위하여 시변증폭기(70)의 작용 이전 및 이후에 각각 중복적으로 작용할 수도 있다(도 3).
Meanwhile, the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 described above may act before (FIG. 1) or after (FIG. 2) the operation of the time-varying amplifier 70 in the operational sequence of the present invention. In accordance with the present invention, in order to increase the efficiency of the present invention, the time-varying amplifier 70 may also act in duplicate before and after each operation (FIG. 3).

즉, 본 발명의 경우 상기 6 단계 및 상기 7 단계는 상술한 바와 같이 '6 단계 → 7 단계'의 순서로 작용할 수도 있으나(도 1), '7 단계 → 6 단계'의 순서로 작용할 수도 있으며(도 2), 경우에 따라서는 '6 단계 → 7 단계 → 6 단계'의 순서로 작용할 수도 있는 것이다(도 3).
That is, in the case of the present invention, the sixth step and the seventh step may operate in the order of 'six steps → seven steps' as described above (FIG. 1), but may also work in the order of 'stage seven → six steps' ( 2), in some cases, it may act in the order of 'stage 6 → stage 7 → stage 6' (FIG. 3).

8 단계: 신호수집기(80)가 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행한다.
 Eighth step: the signal collector 80 samples the electrical signal of the low frequency received acoustic transducer 41 to form processable data, or samples the electrical signal of the high frequency received acoustic transducer 42 to form processable data. Alternatively, these two actions can be performed sequentially or simultaneously.

한편, 상술한 바와 같이 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)가 시변증폭기(70)의 이후에 작용하도록 설치되거나(도 2) 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치되는 경우(도 3)에는, 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는바, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 신호수집기(80)로 제공된다.
On the other hand, as described above, the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 are installed to act after the time varying amplifier 70 (FIG. 2) or before and after the time varying amplifier 70, respectively. In the case of being installed so as to overlap each other (FIG. 3), the signal selector 110 is installed between the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 and the signal collector 80, and according to the selection, the low frequency Only one of the electric signals passing through the band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 is provided to the signal collector 80, or both of them are provided to the signal collector 80 sequentially or simultaneously.

또한 이 경우(도 2, 도 3)에는, 시변증폭기(70)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 역시 설치되므로, 그 선택 여부에 따라 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공된다.
In this case (FIGS. 2 and 3), the signal selector 110 is also provided between the time-varying amplifier 70, the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62. The electrical signal passing through the time varying amplifier 70 is provided to either one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 or sequentially or simultaneously to both.

9 단계: 신호처리기(90)가 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행한다.
 Step 9: The signal processor 90 performs beamforming processing using the data collected by the signal collector 80.

10 단계: 초음파영상전시기(100)가 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시한다.
 Step 10: The ultrasound image display 100 displays the ultrasound image using the beam shaping data provided by the signal processor 90.

본 발명의 실시 예Embodiment of the present invention

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 고주파 및 저주파 음파를 이용하여 동일한 수중 물체의 영상을 취득한 결과를 보여준다.
4 is a diagram illustrating a result of acquiring an image of the same underwater object using high frequency and low frequency sound waves according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4에서 보는 바와 같이 본 발명의 초음파영상전시기(100)는 동일한 수중 물체의 초음파 영상을 각각 전시하게 되는데, 이 중 (a)는 수중 물체의 저주파 영상이며 (b)는 수중 물체의 고주파 영상에 해당한다.
As shown in FIG. 4, the ultrasound image display 100 of the present invention displays an ultrasound image of the same underwater object, wherein (a) is a low frequency image of the underwater object and (b) is a high frequency image of the underwater object. Corresponding.

도 4에서 보면 거리 약 12m, 각도 약 5도에 있는 표적의 영상을 비교하였을 때 고주파(b)에서 더 선명하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 거리가 약 12m 정도이면 근거리에 해당하기 때문이다. 하지만 만약 수중 물체가 원거리에 위치하는 것이었다면 표적의 영상은 저주파에서 오히려 더 선명하게 나타났을 것이다.
In Figure 4 it can be seen that when the image of the target at a distance of about 12m, an angle of about 5 degrees, it appears more clearly at high frequency (b). If the distance is about 12m is because it is near. But if the underwater object was at a remote location, the image of the target would have been clearer at low frequencies.

이처럼 본 발명에 따르면 수중탐사 시 반사특성이 다른 두 가지 주파수를 함께 사용하므로 수중 물체의 식별이 보다 용이한 장점이 있다. 즉, 고주파 음파의 경우 음파의 감쇠가 심하여 원거리 탐지가 어려운 단점이 존재하므로 저주파 음파와 함께 사용하여 서로간의 단점을 보완하는 것이다.
As described above, according to the present invention, since two frequencies having different reflection characteristics are used together during underwater exploration, there is an advantage of easier identification of underwater objects. That is, in the case of high frequency sound waves, there is a disadvantage that it is difficult to detect a long distance due to the attenuation of the sound waves is severe, so that it is used together with the low frequency sound waves to compensate for each other.

즉, 본 발명에 따르면 수중탐사 시 저주파 음파를 이용하여 원거리를 탐지함과 동시에 근거리에 대해서는 고주파 음파를 사용하여 고해상도 영상을 취득하는 것이 가능하며, 고주파 및 저주파의 영상 취득 결과를 상호 비교(도 4)하는 과정을 통하여 수중 물체의 식별을 보다 용이하게 할 수 있다.
That is, according to the present invention, it is possible to detect a long distance by using low frequency sound waves during underwater exploration and to acquire high resolution images using high frequency sound waves at a short distance, and to compare the high and low frequency image acquisition results with each other (FIG. 4). ) Can make identification of underwater objects easier.

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 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, 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 explain, 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.

10 : 신호발생기
20 : 전력증폭기
31 : 저주파 송신음향트랜스듀서 32 : 고주파 송신음향트랜스듀서
41 : 저주파 수신음향트랜스듀서 42 : 고주파 수신음향트랜스듀서
50 : 저잡음증폭기
61 : 저주파 대역통과필터 62 : 고주파 대역통과필터
70 : 시변증폭기
80 : 신호수집기
90 : 신호처리기
100 : 초음파영상전시기
110 : 신호선택기10: signal generator
20: power amplifier
31 low frequency transmit sound transducer 32 high frequency transmit sound transducer
41: low frequency receiving acoustic transducer 42: high frequency receiving acoustic transducer
50: low noise amplifier
61 low frequency bandpass filter 62 high frequency bandpass filter
70: time varying amplifier
80: signal collector
90: signal processor
100: ultrasonic image display
110: signal selector

Claims (41)

수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라로서,
저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시키는 신호발생기(10);
상기 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 전력증폭기(20);
상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 고주파 송신음향트랜스듀서(32);
수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 고주파 수신음향트랜스듀서(42);
상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 저잡음증폭기(50);
상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 고주파 대역통과필터(62);
상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 시변증폭기(70);
상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 신호수집기(80);
상기 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 신호처리기(90);
상기 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 초음파영상전시기(100) 및;
저주파 또는 고주파의 선택 사항에 따라 원하는 회로를 선택하여 신호를 이어주는 신호선택기(110);
를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.It is a precision underwater underwater ultrasonic camera that uses these two frequencies together to compensate for the weaknesses of the low and high frequency sound waves and to take advantage of them.
A signal generator 10 for generating an electrical signal to be provided to the low frequency transmit acoustic transducer 31 and the high frequency transmit acoustic transducer 32;
A power amplifier 20 for amplifying the power of the electrical signal provided by the signal generator 10;
A high frequency sound wave is generated using the low frequency transmission acoustic transducer 31 which generates low frequency sound waves using the amplified electric signal provided by the power amplifier 20 and the amplified electric signal provided by the power amplifier 20. A high frequency transmission acoustic transducer 32;
Low frequency receiving acoustic transducer 41 which receives low frequency sound waves reflected by an underwater object and generates an electrical signal and High frequency receiving acoustic transducer 42 which generates electric signal by receiving high frequency sound waves reflected by an underwater object );
Minimize the noise of the low frequency sound wave received by the low frequency received acoustic transducer 41 to amplify a weak electric signal of the low frequency received acoustic transducer 41 or receive the received high frequency received acoustic transducer 42. A low noise amplifier 50 for minimizing noise of high frequency sound waves to amplify a weak electric signal of the high frequency received acoustic transducer 42 or to perform these two operations sequentially or simultaneously;
Low frequency bandpass filter 61 for selecting and filtering only the low frequency region among the electrical signals provided by the low noise amplifier 50 and high frequency bandpass filter for selecting and filtering only the high frequency region among the electrical signals provided by the low noise amplifier 50. 62;
In the low frequency signal of the low frequency reception acoustic transducer 41, the short range signal changes the amplification ratio over time in order to reduce the amplification ratio and the long distance signal increases the amplification ratio, or the high frequency received acoustic transducer 42 A time-varying amplifier 70 that changes the amplification ratio with time or performs both of these operations in sequence or simultaneously in order to shorten the amplification ratio of the high frequency signal and decrease the amplification ratio of the distant signal;
Sampling the electrical signal of the low-frequency receiving acoustic transducer 41 to form data that can be processed, or sampling the electrical signal of the high-frequency receiving acoustic transducer 42 to form processable data, or both A signal collector 80 which performs sequentially or simultaneously;
A signal processor (90) which performs beamforming processing using data collected by the signal collector (80);
An ultrasound image displayer (100) for displaying an ultrasound image using beamforming data provided by the signal processor (90);
A signal selector 110 for connecting a signal by selecting a desired circuit according to a selection of low frequency or high frequency;
Underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation to selectively operate low and high frequencies, including. 제 1 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 이전에 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
The low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 are installed so as to operate before the time-varying amplifier 70. Underwater ultrasonic cameras for precision underwater use selectively operating low and high frequencies . 제 1 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 이후에 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
The low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 are installed so as to act after the time-varying amplifier 70. Underwater ultrasonic cameras for precision underwater navigation selectively operating low and high frequencies . 제 1 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
The low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 are precision underwater probes for selectively operating the low frequency and the high frequency, characterized in that they are installed to act before and after the time-varying amplifier 70, respectively. Use underwater ultrasonic camera. 제 1 항에 있어서,
상기 전력증폭기(20)와 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
Precision to selectively operate the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the power amplifier 20, the low frequency transmission acoustic transducer 31 and the high frequency transmission acoustic transducer (32). Underwater ultrasonic camera. 제 5 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 5, wherein
According to whether the signal selector 110 is selected, the amplified electric signal passing through the power amplifier 20 is provided to only one of the low frequency transmission sound transducer 31 and the high frequency transmission sound transducer 32. Or an underwater ultrasonic camera for selectively operating low and high frequencies, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously for both sides. 제 1 항에 있어서,
상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 상기 저잡음증폭기(50) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
Precision to selectively operate the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency received acoustic transducer 41 and the high frequency received acoustic transducer 42 and the low noise amplifier 50. Underwater ultrasonic camera. 제 7 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 7, wherein
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals generated by the low frequency received sound transducer 41 and the high frequency received sound transducer 42 is provided to the low noise amplifier 50 or both sides. The underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the low noise amplifier (50) sequentially or simultaneously. 제 1 항에 있어서,
상기 저잡음증폭기(50)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
Precision underwater probe for selectively operating the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low noise amplifier 50, the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 Use underwater ultrasonic camera. 제 9 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 9,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, the electrical signal passing through the low noise amplifier 50 is provided to only one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 or both. An underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously. 제 1 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 시변증폭기(70) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
Precision underwater probe for selectively operating the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 and the time-varying amplifier 70 Use underwater ultrasonic camera. 제 11 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 시변증폭기(70)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 11,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals passing through the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 is provided to the time varying amplifier 70 or both sides thereof. An underwater ultrasonic camera for precision underwater use selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the time-varying amplifier (70) sequentially or simultaneously. 제 3 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 3, wherein
Precision underwater probe for selectively operating the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 and the signal collector 80 Use underwater ultrasonic camera. 제 13 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 13,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals passing through the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 is provided to the signal collector 80, or both An underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the signal collector 80 sequentially or simultaneously. 제 3 항에 있어서,
상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 3, wherein
Precision underwater probe selectively operating low and high frequencies, characterized in that the signal selector 110 is installed between the time-varying amplifier 70, the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62. Use underwater ultrasonic camera. 제 15 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 15,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, the electrical signal passing through the time-varying amplifier 70 is provided to only one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 or both sides. An underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously. 제 4 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 4, wherein
Precision underwater probe for selectively operating the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 and the signal collector 80 Use underwater ultrasonic camera. 제 17 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 17,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals passing through the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 is provided to the signal collector 80, or both An underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the signal collector 80 sequentially or simultaneously. 제 4 항에 있어서,
상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 4, wherein
Precision underwater probe selectively operating low and high frequencies, characterized in that the signal selector 110 is installed between the time-varying amplifier 70, the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62. Use underwater ultrasonic camera. 제 19 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 19,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, the electrical signal passing through the time-varying amplifier 70 is provided to only one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 or both sides. An underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously. 제 1 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)는 저주파 및 고주파 중 어느 하나의 회로만 선택하거나 저주파 및 고주파의 모든 회로를 순차적으로 또는 동시에 선택하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.The method of claim 1,
The signal selector 110 selects any one of low frequency and high frequency, or selects all low frequency and high frequency circuits sequentially or simultaneously. . 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법으로서,
신호발생기(10)가 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시키는 단계;
전력증폭기(20)가 상기 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 단계;
상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31)는 상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32)는 상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 단계;
저주파 수신음향트랜스듀서(41)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 단계;
저잡음증폭기(50)가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
저주파 대역통과필터(61)는 상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키며, 고주파 대역통과필터(62)는 상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 단계;
시변증폭기(70)가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
신호수집기(80)가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
신호처리기(90)가 상기 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 단계 및;
초음파영상전시기(100)가 상기 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 단계;
를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.As a method of operation of a precision underwater underwater ultrasonic camera that uses these two frequencies together to compensate for the weaknesses of the low frequency and high frequency sound waves and to take advantage of the advantages.
Generating, by the signal generator 10, an electrical signal to be provided to the low frequency transmit acoustic transducer 31 and the high frequency transmit acoustic transducer 32;
Amplifying the power of the electrical signal provided by the signal generator by the power amplifier 20;
The low frequency transmit sound transducer 31 generates low frequency sound waves using the amplified electric signal provided by the power amplifier 20, and the high frequency transmit sound transducer 32 is provided by the power amplifier 20. Generating high frequency sound waves using the amplified electric signal;
The low-frequency receiving acoustic transducer 41 receives the low-frequency sound waves reflected by the underwater object to generate an electrical signal, and the high-frequency receiving acoustic transducer 42 receives the high-frequency sound waves reflected by the underwater object to receive the electrical signal. Generating a;
The low noise amplifier 50 minimizes the noise of the low frequency sound waves received by the low frequency reception acoustic transducer 41 to amplify the weak electric signal of the low frequency reception acoustic transducer 41 or the high frequency reception acoustic transducer. Minimizing the noise of the high frequency sound waves received by (42) to amplify the weak electrical signal of the high frequency receiving acoustic transducer 42, or performing these two actions sequentially or simultaneously;
The low frequency bandpass filter 61 selects and filters only a low frequency region among the electrical signals provided by the low noise amplifier 50, and the high frequency band pass filter 62 selects a high frequency region among the electrical signals provided by the low noise amplifier 50. Selecting and filtering only;
The time-varying amplifier 70 changes the amplification ratio according to time in order to reduce the amplification ratio of the short-range signal of the low frequency signal of the low-frequency receiving acoustic transducer 41 and to increase the amplification ratio of the far-field signal, or the high-frequency receiving sound. In the high frequency signal of the transducer 42, the short-range signal changes the amplification ratio over time in order to reduce the amplification ratio and the long-range signal increases the amplification ratio, or perform these two actions sequentially or simultaneously;
The signal collector 80 samples the electrical signal of the low-frequency receiving acoustic transducer 41 to form processable data, or samples the electrical signal of the high-frequency receiving acoustic transducer 42 to form processable data. Or performing these two actions sequentially or simultaneously;
A signal processor (90) performing beamforming processing using data collected by the signal collector (80);
Displaying an ultrasound image by the ultrasound image display 100 using beamforming data provided by the signal processor 90;
Method of operation of a precision ultrasonic underwater underwater ultrasonic camera for selectively operating low and high frequency comprising a. 제 22 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 작용 이전에 작용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 22,
The low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 are operated before the action of the time-varying amplifier 70. How it works. 제 22 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 작용 이후에 작용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 22,
The low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 operate after the action of the time-varying amplifier 70. How it works. 제 22 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 작용 이전 및 이후에 중복적으로 작용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 22,
The low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 are operated precisely before and after the time-varying amplifier 70, the precision underwater probe selectively operating low and high frequencies How to operate the underwater ultrasonic camera. 제 22 항에 있어서,
상기 전력증폭기(20)와 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 22,
Precision underwater for selectively operating the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the power amplifier 20, the low frequency transmission acoustic transducer 31 and the high frequency transmission acoustic transducer 32 How to operate an underwater sonar camera. 제 26 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 26,
According to whether the signal selector 110 is selected, the amplified electric signal passing through the power amplifier 20 is provided to only one of the low frequency transmission sound transducer 31 and the high frequency transmission sound transducer 32. Or alternatively, a method of operating an underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously for both. 제 22 항에 있어서,
상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 상기 저잡음증폭기(50) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 22,
Precision underwater for selectively operating the low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency received acoustic transducer 41 and the high frequency received acoustic transducer 42 and the low noise amplifier 50. How to operate an underwater sonar camera. 제 28 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.29. The method of claim 28,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals generated by the low frequency received sound transducer 41 and the high frequency received sound transducer 42 is provided to the low noise amplifier 50 or both sides. The method of operating a precision underwater underwater ultrasonic camera for selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the low noise amplifier (50) sequentially or simultaneously. 제 22 항에 있어서,
상기 저잡음증폭기(50)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 22,
Precision underwater probe for selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low noise amplifier 50, the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 Operation method of underwater ultrasonic camera. 제 30 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.31. The method of claim 30,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, the electrical signal passing through the low noise amplifier 50 is provided to only one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 or both. A method of operating an underwater ultrasonic camera for precision underwater exploration, selectively operating low and high frequencies, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously. 제 22 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 시변증폭기(70) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 22,
Precision underwater probe for selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 and the time-varying amplifier 70. Operation method of underwater ultrasonic camera. 제 32 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 시변증폭기(70)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.33. The method of claim 32,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals passing through the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 is provided to the time varying amplifier 70 or both sides thereof. A method of operating an underwater ultrasonic camera for precision underwater detection selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the time-varying amplifier (70) sequentially or simultaneously. 제 24 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.25. The method of claim 24,
Precision underwater probe for selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 and the signal collector 80. Operation method of underwater ultrasonic camera. 제 34 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.35. The method of claim 34,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals passing through the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 is provided to the signal collector 80, or both A method of operating an underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the signal collector 80 sequentially or simultaneously. 제 24 항에 있어서,
상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.25. The method of claim 24,
Precision underwater probe for selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the time-varying amplifier 70, the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 Operation method of underwater ultrasonic camera. 제 36 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 36,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, the electrical signal passing through the time-varying amplifier 70 is provided to only one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 or both sides. A method of operating an underwater ultrasonic camera for precision underwater exploration, selectively operating low and high frequencies, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously. 제 25 항에 있어서,
상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 25,
Precision underwater probe for selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 and the signal collector 80. Operation method of underwater ultrasonic camera. 제 38 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 38,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, only one of the electric signals passing through the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 is provided to the signal collector 80, or both A method of operating an underwater ultrasonic camera for precision underwater navigation selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that it is provided to the signal collector 80 sequentially or simultaneously. 제 25 항에 있어서,
상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.The method of claim 25,
Precision underwater probe for selectively operating low frequency and high frequency, characterized in that the signal selector 110 is installed between the time-varying amplifier 70, the low frequency band pass filter 61 and the high frequency band pass filter 62 Operation method of underwater ultrasonic camera. 제 40 항에 있어서,
상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.41. The method of claim 40,
Depending on whether the signal selector 110 is selected, the electrical signal passing through the time-varying amplifier 70 is provided to only one of the low frequency bandpass filter 61 and the high frequency bandpass filter 62 or both sides. A method of operating an underwater ultrasonic camera for precision underwater exploration, selectively operating low and high frequencies, characterized in that it is provided sequentially or simultaneously.
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