KR102259907B1 - 예인형 합성개구소나용 테스트 지그 - Google Patents

예인형 합성개구소나용 테스트 지그 Download PDF

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박승수
차오름
박동규
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소나테크 주식회사
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Abstract

본 발명은 예인형 합성개구소나용 테스트 지그에 있어서, 합성개구소나의 하우징 및 복수 개의 수중탐지센서의 성능 테스트를 위한 예인형 합성개구소나용 테스트 지그에 있어서, 상기 하우징의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 상기 하우징의 양 측면에 배치되며, 외측면에 상기 복수 개의 수중탐지센서를 지지가능한 한 쌍의 센서지지부; 상기 한 쌍의 센서지지부의 내측면에 상기 한 쌍의 센서지지부의 길이방향을 따라 이격 배치되며, 상기 하우징이 안착되도록 하방으로 함몰된 함몰부를 포함하는 복수 개의 하우징지지부; 및 상기 하우징의 상면에 배치되며, 상기 복수 개의 하우징지지부에 안착되는 상기 하우징이 유동되지 않도록 상기 복수 개의 하우징지지부와 결합하는 하우징고정부;를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 성능 테스트가 필요한 하우징 및 수중탐지센서를 개별적으로 고정시킨 후 성능 테스트가 가능하며, 이를 통해 매번 합성개구소나를 조립 및 해체하지 않아도 쉽게 성능 테스트가 가능할 뿐 아니라 합성개구소나보다 가볍기 때문에 작업자가 직접 옮길 수 있어 작업 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Description

예인형 합성개구소나용 테스트 지그{Test jig for interferometry towed synthetic aperture SONAR}
본 발명은 예인형 합성개구소나용 테스트 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성능 테스트가 필요한 하우징 및 수중탐지센서를 개별적으로 고정시킨 후 성능 테스트가 가능하며, 이를 통해 매번 합성개구소나를 조립 및 해체하지 않아도 쉽게 성능 테스트가 가능할 뿐 아니라 합성개구소나보다 가볍기 때문에 작업자가 직접 옮길 수 있어 작업 성능이 향상된 예인형 합성개구소나용 테스트 지그에 관한 것이다.
소나(sound navigation and ranging, SONAR)는, 음파에 의해 수중 표적의 방위 및 거리를 알아내는 장비로, 수중에 존재하는 표적을 탐지, 인식, 구별할 수 있는 수단에 해당한다. 이러한 소나는 다양한 형태로 개발되어 운용되고 있는데, 이 중 예인소나(towed SONAR)는 트랜스듀서 및 각종 센서 등을 탑재한 수중예인체(towfish)가 잠항하는 잠수함이나 선박에 케이블로 연결된 채 끌려다니며 데이터를 수신하여 운용된다. 이와 같이 수중을 영상화하는 장비로는 해저 지형을 영상으로 표현하거나 수중구조물을 도시하는 측면 주사 소나(side scan SONAR)가 대표적인 예이다. 예인소나는 운용 비용이 비교적 저렴하다는 장점이 있어 가장 보편화된 수중 영상 취득 장비 중 하나로 사용되나, 영상의 해상도와 직접적인 비례관계에 있는 안테나의 직경을 대형으로 설계하기가 쉽지 않아 원거리 측정시 해상도가 낮아진다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위해 플랫폼의 측면에 설치된 소나가 이동하면서 전파와 반사파를 송수신함으로써 이동한 거리만큼 안테나의 직경을 확장시키는 효과를 가지는 합성개구소나(synthetic aperture SONAR, SAS) 기술과, 두 개 이상의 배열센서(array sensors)가 서로 다른 위치에서 같은 지역을 관측하게 한 후 각각의 배열센서가 관측한 영상들을 간섭시켜 목표물의 3D 영상을 구현하는 간섭계측(interferometry) 기술을 복합한 간섭계측 합성개구소나(interferometry towed synthetic aperture SONAR, InSAS)에 관한 기술이 대두되고 있다.
이와 같은 간섭계측 합성개구소나의 일반적인 구조는 하우징과, 주파수를 송수신하는 복수 개의 배열센서를 포함한다. 하우징 및 배열센서의 경우 간섭계측 합성개구소나를 이용한 우수한 수중 탐지 기능 및 고해상도를 위해 비교적 크기가 큰 구조로 이루어진다. 이와 같이 간섭계측 합성개구소나를 개발하기 위해 종래에는 각 하우징 및 배열센서를 조립하여 시제품을 제작한 후 수중에서 간섭계측 합성개구소나를 시운행하고, 시운행을 통해 발견되는 문제점 등을 파악하여 수정하는 등 많은 시행 착오를 거쳐 간섭계측 합성개구소나를 개발하고 있다.
하지만 간섭계측 합성개구소나의 경우 큰 사이즈로 이루어진 장치이기 때문에 모든 구성을 조립하여 시제품을 제작한 후 시운행을 하는 과정을 반복하기 힘들 뿐 아니라, 각 구성을 조립 및 해체하는 과정에서 많은 시간과 노력이 소요된다는 문제점이 있다.
대한민국특허청 등록특허 제10-1978186호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 성능 테스트가 필요한 하우징 및 수중탐지센서를 개별적으로 고정시킨 후 성능 테스트가 가능하며, 이를 통해 매번 합성개구소나를 조립 및 해체하지 않아도 쉽게 성능 테스트가 가능할 뿐 아니라 합성개구소나보다 가볍기 때문에 작업자가 직접 옮길 수 있어 작업 성능이 향상된 예인형 합성개구소나용 테스트 지그를 제공하는 것이다.
상기한 목적은, 합성개구소나의 하우징 및 복수 개의 수중탐지센서의 성능 테스트를 위한 예인형 합성개구소나용 테스트 지그에 있어서, 상기 하우징의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 상기 하우징의 양 측면에 배치되며, 외측면에 상기 복수 개의 수중탐지센서를 지지가능한 한 쌍의 센서지지부; 상기 한 쌍의 센서지지부의 내측면에 상기 한 쌍의 센서지지부의 길이방향을 따라 이격 배치되며, 상기 하우징이 안착되도록 하방으로 함몰된 함몰부를 포함하는 복수 개의 하우징지지부; 및 상기 하우징의 상면에 배치되며, 상기 복수 개의 하우징지지부에 안착되는 상기 하우징이 유동되지 않도록 상기 복수 개의 하우징지지부와 결합하는 하우징고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 테스트 지그는, 상기 하우징고정부로부터 상측으로 이격 배치되는 거치부; 및 상기 하우징고정부와 상기 거치부의 사이에 배치되어 상기 하우징고정부와 상기 거치부를 연결하도록 결합된 힘살부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 테스트 지그는, 상기 한 쌍의 센서지지부의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 배치되며, 상기 한 쌍의 센서지지부의 하면 및 상기 복수 개의 하우징지지부의 하면을 지지하는 하면지지부;를 더 포함하며, 상기 센서지지부 및 상기 하면지지부는, 상기 하우징보다 긴 길이를 가지는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 상기 하우징지지부는, 상기 하우징고정부와 결합하는 영역에 지지너트부를 포함하며, 상기 하우징고정부는, 상기 하우징지지부와 결합하는 영역에 상기 지지너트부와 연통되는 고정너트부를 포함하며, 상기 지지너트부 및 상기 고정너트부에 동시에 체결되어 상기 하우징지지부 및 상기 하우징고정부를 결합시키는 볼트부를 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 성능 테스트가 필요한 하우징 및 수중탐지센서를 개별적으로 고정시킨 후 성능 테스트가 가능하며, 이를 통해 매번 합성개구소나를 조립 및 해체하지 않아도 쉽게 성능 테스트가 가능할 뿐 아니라 합성개구소나보다 가볍기 때문에 작업자가 직접 옮길 수 있어 작업 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예인형 합성개구소나용 테스트 지그의 사시도이고,
도 2는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그의 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예인형 합성개구소나용 테스트 지그의 사시도이고, 도 2는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그의 분해 사시도이다.
합성개구소나의 경우 비교적 크기가 큰 장치에 해당하기 때문에 합성개구소나의 주요 구성들을 개별적으로 테스트하여 합성개구소나의 조립 및 해체의 번거로움을 감소시키고자 하는 것이 본 발명의 목적이다. 합성개구소나의 주요 구성은 하우징(10) 및 복수 개의 수중탐지센서(20)가 있는데, 하우징(10)은 합성개구소나를 컨트롤하는 컨트롤 하우징에 해당하며, 복수 개의 수중탐지센서(20)는 수중 영상 구현을 위해 수중에 주파수를 송수신하는 구성에 해당한다. 따라서 이와 같은 하우징(10) 및 수중탐지센서(20)의 성능을 본 발명에 따른 예인형 합성개구소나용 테스트 지그(100)를 이용하여 합성개구소나 전체를 조립한 후 성능을 확인하는 것보다 간단하게 테스트 가능하다.
본 발명에 따른 예인형 합성개구소나용 테스트 지그(100)는, 합성개구소나의 하우징(10) 및 복수 개의 수중탐지센서(20)의 성능 테스트를 위한 지그로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 센서지지부(110), 하우징지지부(120), 하우징고정부(130), 하면지지부(140), 거치부(150) 및 힘살부(160)를 포함한다.
센서지지부(110)는, 하우징(10)의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 하우징(10)의 양측면에 배치되며, 외측면에 복수 개의 수중탐지센서(20)를 지지가능한 구조로 이루어진다. 이러한 센서지지부(110)는 한 측면에 두 개의 센서지지부(110)를 구비할 수 있으며, 이에 의해 총 네 개의 센서지지부(110)가 하우징의 양측면에 배치된다. 또한 하나의 센서지지부(110)에는 길이방향을 따라 두 개의 수중탐지센서(20)가 지지되며, 이를 통해 합성개구소나에 적용되는 모든 수중탐지센서(20)를 지지하여 복수 개의 수중탐지센서(20)를 한 번에 성능 테스트 가능하다.
이러한 센서지지부(110)는 합성개구소나에서 수중탐지센서(20)의 설치 각도와 동일한 각도로 수중탐지센서(20)가 배치되도록 구성되며, 수중탐지센서(20)가 합성개구소나와 동일한 상황에서 성능 테스트되는 것이 바람직하다. 수중탐지센서(20)의 경우 각도에 따라 수중 탐지 거리와 목표가 변하기 때문에 기존의 합성개구소나와 반드시 동일한 각도로 배치하여 성능 테스트가 이루어져야 한다.
하우징지지부(120)는, 한 쌍의 센서지지부(110)의 내측면에 한 쌍의 센서지지부(120)의 길이방향을 따라 이격 배치되며, 하우징(10)이 안착되도록 하방으로 함몰된 함몰부(121)를 포함한다. 이때 하우징(10)은 복수 개의 하우징지지부(120) 중 적어도 두 개 이상의 하우징지지부(120)에 안착되어 하우징(10)이 안정적으로 지지되도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 다섯 개의 하우징지지부(120) 중 세 개의 하우징지지부(120)에 하우징(10)이 안착되도록 구성되는데, 이에 한정되지는 않는다.
이러한 하우징지지부(120)는 판상으로 이루어지며, 센서지지부(110)의 길이방향을 따라 이격 배치되도록 복수 개가 구비된다. 하우징지지부(120)에 하방으로 함몰된 함몰부(121)는 하우징(10)이 안착 및 지지될 수 있도록 하우징(10)과 동일 또는 유사한 직경으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 함몰부(121)에 안착되는 하우징(10)이 성능 테스트 중에 진동 또는 충격에 의해 유동될 경우 정확한 성능 테스트가 어렵기 때문에 하우징이 유동되지 않도록 하기 위함이다.
하우징고정부(130)는, 하우징(10)의 상면에 배치되며, 복수 개의 하우징지지부(120)에 안착되는 하우징(10)이 유동되지 않도록 복수 개의 하우징지지부(120)와 결합하는 구성이다. 이러한 하우징고정부(130)는 판상으로 이루어지며 하우징(10)의 상면에 접촉하도록 배치되고, 하우징지지부(120)와 결합함에 의해 하우징(10)의 성능 테스트 중 발생하는 진동, 충격 또는 회전에 의해 하우징(10)이 유동하지 않도록 견고하게 고정하는 역할을 한다.
하우징(10) 및 수중탐지센서(20)의 성능 테스트는 수중에서 이루어지기 때문에 물의 흐름에 의해 테스트 지그(100)가 진동, 충격 또는 회전할 수 있으며, 이에 의해 하우징(10)이 테스트 지그(100) 내에서 유동하게 되면 결과 값의 오차가 발생하는 문제가 발생하게 된다. 따라서 하우징(10)을 테스트 지그(100) 내에 견고하게 고정하기 위해 하우징지지부(120) 및 하우징고정부(130)를 포함하며, 하우징지지부(120) 및 하우징고정부(130)는 서로 결합되어 하우징(10)을 안정적으로 지지 및 고정한다. 이때 하우징고정부(130)는 복수 개의 하우징지지부(120)에 한번에 결합되는데, 본 발명의 실시예에서는 하우징고정부(130)가 세 개의 하우징지지부(120)와 결합되도록 구성되나 이에 한정되지는 않는다.
여기서 하우징지지부(120)는 하우징고정부(130)와 결합하는 영역에 지지너트부(122)를 포함하며, 하우징고정부(130)는 하우징지지부(120)와 결합하는 영역에 지지너트부(122)와 연통되는 고정너트부(131)를 포함한다. 또한, 지지너트부(122) 및 고정너트부(131)에 동시에 체결되어 하우징지지부(120) 및 하우징고정부(130)를 결합시키는 볼트부(미도시)를 포함하며, 볼트부와 지지너트부(122) 및 고정너트부(131)는 서로 볼트-너트 결합이 이루어져 하우징(10)을 견고하게 고정시킬 수 있다.
경우에 따라서 볼트부가 지지너트부(122) 및 고정너트부(131)에 체결되는 길이에 따라서 하우징(10)의 위치를 미세하게 조절 가능하다. 즉, 볼트부가 지지너트부(122) 및 고정너트부(131)에 체결되는 정도에 따라서 하우징(10)의 높이를 조절하거나 또는 하우징(10)의 좌우에 각각 체결되는 볼트부의 체결 길이를 달리하여 하우징(10)의 좌우 위치를 조절할 수도 있다.
하면지지부(140)는, 한 쌍의 센서지지부(110)의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 배치되며, 한 쌍의 센서지지부(110)의 하면 및 복수 개의 하우징지지부(120)의 하면을 지지하는 구성에 해당한다. 이를 통해 하우징지지부(120)는 측면이 센서지지부(110)에 지지되고 하면이 하면지지부(120)에 지지되어 하우징지지부(120)의 세 면을 안정적으로 지지할 수 있다.
이러한 하면지지부(120) 및 센서지지부(110)는 하우징(10)보다 긴 길이를 가지는 것이 바람직하다. 하면지지부(120) 및 센서지지부(110)가 하우징(10)보다 긴 길이를 가지게 될 경우, 복수 개의 하우징지지부(120) 중 양단부에 배치되는 하우징지지부(120)가 하우징(10)과 실질적으로 접촉하지 않아 하우징(10)과 양단부의 하우징지지부(120) 사이에 이격 공간이 생기게 된다. 이러한 이격 공간은 하우징(10)에 수중탐지센서(20)를 연결할 때 사용되는 커넥터(미도시)가 하우징에 결합될 때 커넥터에 무리가 가지 않도록 커넥터를 보호하는 공간에 해당한다.
거치부(150)는, 하우징고정부(130)로부터 상측으로 이격배치되는 구성으로, 하우징(10)과 동일한 길이방향을 따라 긴 판상 또는 막대형상으로 이루어진다. 또한 힘살부(160)는, 하우징고정부(130)와 거치부(150)의 사이에 배치되어 하우징고정부(130)와 거치부(150)를 연결하도록 결합된 구성에 해당한다.
이러한 거치부(150) 및 힘살부(160)는 하우징(10) 및 수중탐지센서(20)의 성능 테스트를 위해 크레인에 결합되는 구성에 해당한다. 상세하게는 크레인의 슬링벨트 또는 밧줄을 거치부(150)의 양단부와 힘살부(160)에 묶거나, 거치부(150)의 양단부를 받침보로 받친 상태에서 크레인을 구동시키면 테스트 지그(100)가 크레인에 의해 이동하여 수중으로 들어가게 된다. 이후 수중에서 하우징(10) 및 수중탐지센서(20)의 성능 테스트를 완료하고, 크레인을 이용하여 테스트 지그(100)를 수중으로부터 꺼낼 수 있게 된다.
종래의 합성개구소나는 우수한 수중 탐지 기능 및 고해상도를 위해 비교적 크기가 큰 구조로 이루어지고 있으며, 합성개구소나의 하우징 및 수중탐지센서의 성능 테스트를 위해 합성개구소나 시제품을 완전히 조립한 후 시운행하고, 시운행을 통해 발견되는 문제점을 지속적으로 수정하는 방법으로 합성개구소나의 개발이 이루어지고 있다. 하지만 합성개구소나는 큰 사이즈로 이루어진 장치이기 때문에 모든 구성을 조립하여 시제품을 제작한 후 시운행을 하는 과정을 반복하기 힘들 뿐 아니라, 각 구성을 조립 및 해체하는 과정에서 많은 시간과 노력이 소요된다는 문제점이 있다.
이에 본 발명에 따른 합성개구소나용 테스트 지그(100)는 합성개구소나 중 성능 테스트가 필요한 하우징(10) 및 수중탐지센서(20)를 별도로 테스트 지그(100)에 고정시킨 후 이를 수중에 넣어 합성개구소나의 성능 테스트와 동일한 상태로 테스트 가능하다. 특히 테스트 지그(100)의 경우 합성개구소나보다 작은 사이즈 및 무게로 이루어지기 때문에 작업자가 직접 옮길 수 있어 성능 테스트 작업이 용이해지며, 하우징(10) 및 수중탐지센서(20)를 매번 조립 및 해체하지 않아도 간편하게 성능 테스트가 가능하다는 이점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10: 하우징
20: 수중탐지센서
100: 테스트지그
110: 센서지지부
120: 하우징지지부
121: 함몰부
122: 지지너트부
130: 하우징고정부
131: 하우징너트부
140: 하면지지부
150: 거치부
160: 힘살부

Claims (5)

  1. 합성개구소나의 하우징 및 복수 개의 수중탐지센서의 성능 테스트를 위한 예인형 합성개구소나용 테스트 지그에 있어서,
    상기 하우징의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 상기 하우징의 양 측면에 배치되며, 외측면에 상기 복수 개의 수중탐지센서를 지지가능한 한 쌍의 센서지지부;
    상기 한 쌍의 센서지지부의 내측면에 상기 한 쌍의 센서지지부의 길이방향을 따라 이격 배치되며, 상기 하우징이 안착되도록 하방으로 함몰된 함몰부를 포함하는 복수 개의 하우징지지부; 및
    상기 하우징의 상면에 배치되며, 상기 복수 개의 하우징지지부에 안착되는 상기 하우징이 유동되지 않도록 상기 복수 개의 하우징지지부와 결합하는 하우징고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 테스트 지그는,
    상기 하우징고정부로부터 상측으로 이격 배치되는 거치부; 및
    상기 하우징고정부와 상기 거치부의 사이에 배치되어 상기 하우징고정부와 상기 거치부를 연결하도록 결합된 힘살부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 테스트 지그는,
    상기 한 쌍의 센서지지부의 길이방향과 동일한 길이방향을 따라 배치되며, 상기 한 쌍의 센서지지부의 하면 및 상기 복수 개의 하우징지지부의 하면을 지지하는 하면지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 센서지지부 및 상기 하면지지부는,
    상기 하우징보다 긴 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징지지부는,
    상기 하우징고정부와 결합하는 영역에 지지너트부를 포함하며,
    상기 하우징고정부는,
    상기 하우징지지부와 결합하는 영역에 상기 지지너트부와 연통되는 고정너트부를 포함하며,
    상기 지지너트부 및 상기 고정너트부에 동시에 체결되어 상기 하우징지지부 및 상기 하우징고정부를 결합시키는 볼트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 예인형 합성개구소나용 테스트 지그.
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