KR20040041322A - Surface reflected wave attenuating device for probing object in shallow sea environment and the method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus and a method for damping a reflection wave of a water surface for detecting an object in a shallow sea environment are provided to prevent signal distortion due to the reflection wave of the water surface by installing a plurality of sound sensors so as to form a beam having a small ellipse. CONSTITUTION: An apparatus(100) for damping a reflection wave of a water surface for detecting on objection in a shallow sea environment includes an array sound sensor(110), a transformer(120), a pressure sensor(130), and a microcomputer(140). The array sound sensor(110) is formed by means of a plurality of sound sensors(111) in a circular form and generates a sound wave having intensity corresponding to intensity of a voltage applied from the transformer(120). The number of the transformer(120) corresponds to the number of sound sensors(111) of the array sound sensor(110). Also, the transformer(120) applies a voltage to each sound sensor(111) under the control of the microcomputer(140).

Description

천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치 및 방법{SURFACE REFLECTED WAVE ATTENUATING DEVICE FOR PROBING OBJECT IN SHALLOW SEA ENVIRONMENT AND THE METHOD THEREOF}SURFACE REFLECTED WAVE ATTENUATING DEVICE FOR PROBING OBJECT IN SHALLOW SEA ENVIRONMENT AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 수면 반사파 감쇄 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 음파를 방사하여 되돌아오는 수면 반사파를 이용하여 물체의 위치 및 거리를 파악하는 수중 음향 장치의 천해(淺海) 환경에서 빔 패턴을 변경하여 수면 등에 의한 수면 반사파를 감쇄시키도록 하는 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface reflection wave attenuation device and method, and more particularly, by changing a beam pattern in a shallow environment of an underwater acoustic device that detects the position and distance of an object by using a surface reflection wave that radiates sound waves and returns them. The present invention relates to a surface reflected wave attenuation device and method for detecting an object in a shallow water environment to attenuate surface reflected waves caused by sleep.

일반적으로 수중 음향 장치는 음파를 방사하여 되돌아오는 수면 반사파를 이용하여 물체의 위치 및 거리를 파악하는 장치를 말하며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 음향 센서(11)로 이루어진 어레이 음향 센서(10)와, 각 음향 센서(11)에 전압을 공급하는 트랜스포머(20)로 구성된다.In general, the underwater acoustic device refers to a device that detects the position and distance of the object by using the surface reflected wave radiating sound waves and returning, and as shown in FIGS. 1 and 2, an array sound composed of a plurality of acoustic sensors 11. The sensor 10 and the transformer 20 which supply a voltage to each acoustic sensor 11 are comprised.

어레이 음향 센서(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 음향 센서(11)가 원형 형태로 형성되고, 각 트랜스포머(20)에서 각 음향 센서(11)에 일정한 전압을 공급하여 원형의 음파가 방사되도록 한다.As shown in FIG. 2, the array acoustic sensor 10 has a plurality of acoustic sensors 11 formed in a circular shape, and the circular sound waves are supplied by supplying a constant voltage to each acoustic sensor 11 in each transformer 20. Let it radiate.

그러나 이러한 종래의 수중 음향 장치는 심해(深海) 환경에서 수면과, 수면의 부유물(해파리와 같은 바다 생물 등)에 의해 반사되는 수면 반사파가 미약하나 천해 환경에서 동일한 원형의 음파를 방사시키면 수면 반사파의 세력이 커져서 수면 반사파에 의해 신호 왜곡 현상이 발생되는 문제점이 있다.However, such a conventional underwater acoustic device has a weak surface reflection wave reflected by the surface of the sea in the deep sea environment and floats (sea creatures such as jellyfish, etc.), but when radiating the same circular sound wave in the shallow sea environment, There is a problem that the signal distortion phenomenon occurs by the surface reflection wave due to the increased force.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 천해 환경에서는 복수의 음향 센서에 특정 가중치를 부여하여 빔 패턴을 가로가 넓고 세로가 좁은 타원형 형태의 빔을 형성하여 수면 반사파에 의한 신호 왜곡 현상이 발생되는 것을 차단하도록 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and in a shallow environment, a plurality of acoustic sensors are assigned a specific weight to form a beam pattern having a wide horizontal width and a narrow vertical elliptical shape, so that the signal caused by the surface reflection wave To prevent distortion.

도 1은 종래의 수중 음향 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도1 is a block diagram schematically showing the configuration of a conventional underwater acoustic device

도 2는 도 1중 어레이 음향 센서의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도2 is a plan view schematically showing the configuration of the array acoustic sensor in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도Figure 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the surface reflection wave attenuation apparatus for detecting objects in the shallow water environment according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치의 어레이 음향 센서의 가중치 부여에 대한 일예를 나타낸 참고도4 is a reference diagram illustrating an example of weighting an array acoustic sensor of a surface echo wave attenuation device for detecting an object in a shallow water environment according to the present invention.

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

110 : 어레이 음향 센서111 : 음향 센서110: array acoustic sensor 111: acoustic sensor

120 : 트랜스포머130 : 압력 센서120: transformer 130: pressure sensor

140 : 마이크로 컴퓨터140: microcomputer

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,Features of the present invention for achieving the above object,

수중 음향 장치에 있어서,In the hydroacoustic device,

복수의 음향 센서가 원형으로 군집된 형태로 형성되고, 각 음향 센서가 외부로부터 입력되는 전압의 크기에 따라 그에 대응되는 세력의 음파를 발생하여 특정 형태의 빔 패턴을 방사하는 어레이 음향 센서와,An array acoustic sensor in which a plurality of acoustic sensors are formed in a circle clustered form, and each acoustic sensor emits a specific type of beam pattern by generating sound waves having a corresponding force according to the magnitude of voltage input from the outside;

상기 어레이 음향 센서의 각 음향 센서에 대응되는 수를 구비하며, 외부의 제어에 따라 상기 각 음향 센서로 전압을 공급하는 트랜스포머와,A transformer having a number corresponding to each acoustic sensor of the array acoustic sensor and supplying a voltage to each acoustic sensor according to external control;

수압을 측정하는 압력 센서와,A pressure sensor that measures water pressure,

상기 압력 센서로부터 출력되는 신호에 따라 천해와 심해 환경을 구분하여 심해 환경인 경우 원형 형태의 음파가 방사되도록 하고, 천해 환경인 경우 타원형 형태의 음파가 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the signal output from the pressure sensor to distinguish the shallow sea and the deep sea environment in the case of a deep sea environment to emit a circular sound wave, and in the case of a shallow sea environment comprising a microcomputer characterized in that the sound wave is emitted It is characterized by.

상기 타원형 형태의 음파는,The elliptic sound wave,

상기 각각의 트랜스포머에 서로 다른 가중치를 부여하여 생성되며,Are generated by giving different weights to the respective transformers,

상기 가중치는,The weight is,

수심에 따라 각기 다른 값을 가지며, 상하로 폭이 좁고, 좌우로 폭이 넓은 타원형 형태의 음파가 방사되도록 상하에 위치하는 상기 각 음향 센서보다 좌우에 위치하는 상기 음향 센서에 더 부여된다.The sound sensor has different values depending on the depth, and is further provided to the acoustic sensors located on the left and right sides of the acoustic sensors positioned up and down so that elliptical sound waves having a narrow width up and down and wide left and right are radiated.

본 발명의 다른 특징은,Another feature of the invention,

복수의 음향 센서가 원형으로 군집된 형태로 형성되고, 각 음향 센서가 외부로부터 입력되는 전압의 크기에 따라 음파를 발생하여 특정 형태의 빔 패턴을 방사하는 어레이 음향 센서의 음향 방사 방법에 있어서,In the acoustic radiation method of the array acoustic sensor in which a plurality of acoustic sensors are formed in a circle clustered form, each acoustic sensor emits a specific pattern of beam patterns by generating sound waves according to the magnitude of the voltage input from the outside.

천해 환경에서 상하로 폭이 좁고, 좌우로 폭이 넓은 타원형 형태의 음파가 방사되도록 하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that in the shallow environment, the sound wave of the elliptical form of a narrow width up and down, wide left and right.

이하, 본 발명에 의한 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치의 구성을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the surface reflection wave attenuation apparatus for detecting an object in a shallow environment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명에 따른 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치의 어레이 음향 센서의 가중치 부여에 대한 일예를 나타낸 참고도이다.FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a surface echo wave attenuation device for detecting an object in a shallow water environment according to the present invention, and FIG. 4 is an array acoustic sensor of the surface echo wave damping device for detecting an object in a shallow water environment according to the present invention. A reference diagram showing an example of weighting of.

도 3 및 도 4를 참조하면 본 발명에 따른 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치(100)는, 어레이 음향 센서(110)와, 트랜스포머(120)와, 압력 센서(130)와, 마이크로 컴퓨터(140)로 구성된다.3 and 4, the surface echo wave attenuation device 100 for detecting an object in a shallow water environment according to the present invention includes an array acoustic sensor 110, a transformer 120, a pressure sensor 130, and a microcomputer. Computer 140.

어레이 음향 센서(110)는 복수의 음향 센서(111)가 원형으로 군집된 형태로 형성되고, 각 음향 센서(111)가 트랜스포머(120)로부터 입력되는 전압의 크기에 따라 이에 대응되는 세력의 음파를 발생하여 원형 또는 타원형 형태의 빔 패턴을 방사한다.The array acoustic sensor 110 is formed in a form in which a plurality of acoustic sensors 111 are clustered in a circle, and each acoustic sensor 111 receives sound waves of forces corresponding thereto according to the magnitude of the voltage input from the transformer 120. To radiate a circular or elliptical beam pattern.

트랜스포머(120)는 어레이 음향 센서(110)의 각 음향 센서(111)에 대응되는 수를 구비하며, 마이크로 컴퓨터(140)의 제어에 따라 각 음향 센서(111)로 전압을공급한다.The transformer 120 has a number corresponding to each acoustic sensor 111 of the array acoustic sensor 110, and supplies a voltage to each acoustic sensor 111 under the control of the microcomputer 140.

압력 센서(130)는 수압을 측정한다.The pressure sensor 130 measures the water pressure.

마이크로 컴퓨터(140)는 압력 센서(130)로부터 출력되는 신호에 따라 수압을 측정하고, 이를 수심으로 변환하여 천해와 심해 환경을 구분하고, 심해 환경인 경우 원형 형태의 음파가 방사되도록 하고, 천해 환경인 경우 트랜스포머(120)에 특정 가중치를 부여하여 타원형 형태의 음파가 방사되도록 한다. 여기에서 마이크로 컴퓨터(140)에는 가중치에 대한 값이 기 저장되어 있으며, 여기에서 또한 가중치는 도 4에 도시된 바와 같이 수심에 따라 각기 다른 값을 가지며, 상하로 폭이 좁고, 좌우로 폭이 넓은 타원형 형태의 음파가 방사되도록 상하에 위치하는 음향 센서(111)보다 좌우에 위치하는 음향 센서(111)에 더 부여된다. 여기에서 또 심해와 천해의 조건은 사용자의 설정에 따라 조정이 가능하며, 수심에 따라 가중치값을 변화시킬 수도 있고, 아니면 사용자의 설정에 따라 가중치가 일률적으로 부가될 수도 있다. 즉 사용자가 100M미만을 천해로 규정하면 수심 100M이하는 심해가 되며, 100M미만에서만 가중치가 일률적으로 부여될 수도 있다.The microcomputer 140 measures the water pressure according to the signal output from the pressure sensor 130 and converts it into a depth to distinguish the shallow water from the deep sea environment, in the case of a deep sea environment, so that a circular sound wave is radiated, the shallow water environment In the case of giving a specific weight to the transformer 120 so that the sound wave of the elliptical shape. Here, the value for the weight is stored in the microcomputer 140. Here, the weight has a different value depending on the depth as shown in FIG. 4, and the width is narrow vertically and wide horizontally. The sound wave of the elliptical shape is further provided to the sound sensor 111 located on the left and right rather than the sound sensor 111 located above and below. Here, the conditions of the deep sea and the shallow sea can be adjusted according to the user's setting, the weight value can be changed according to the depth, or the weight can be added uniformly according to the user's setting. In other words, if the user defines less than 100M in shallow water, the depth of 100M or less becomes a deep sea, and the weight may be uniformly given only in less than 100M.

이하 본 발명에 따른 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치의 동작을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the surface reflection wave attenuation device for detecting an object in a shallow water environment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

먼저 마이크로 컴퓨터(140)는 압력 센서(130)로부터 출력되는 신호를 통해 수심을 파악한다.First, the microcomputer 140 determines the depth of water through a signal output from the pressure sensor 130.

그리하여 수심이 심해인 경우 마이크로 컴퓨터(140)는 각 트랜스포머(120)에 심해조건의 가중치를 부여한다.Thus, when the depth is a deep sea, the microcomputer 140 weights each transformer 120 with a deep sea condition.

그러면 어레이 음향 센서(110)의 각 음향 센서(111)는 심해 조건에 맞는 음파가 발생되어 원형 형태의 음파가 방사된다.Then, each acoustic sensor 111 of the array acoustic sensor 110 generates sound waves suitable for the deep sea conditions, and the circular sound waves are radiated.

한편 수심이 천해인 경우 마이크로 컴퓨터(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 각 트랜스포머(120)에 특정 가중치를 부여하여 어레이 음향 센서(110)의 각 음향 센서(111)에 천해 조건의 전압이 공급되도록 한다.On the other hand, when the depth is shallow, the microcomputer 140 assigns a specific weight to each transformer 120 as shown in FIG. 4 so that the voltage of the shallow condition is supplied to each acoustic sensor 111 of the array acoustic sensor 110. Be sure to

이로 인해 어레이 음향 센서(110)중 상하에 위치하는 음향 센서(111)보다 좌우에 위치하는 음향 센서(111)에서 보다 높은 세력의 음파가 발생되어 방사되기 때문에 좌우가 넓은 타원형 형태의 음파가 방사된다.As a result, sound waves having a higher force are generated and radiated from the acoustic sensors 111 positioned on the left and right sides of the array acoustic sensors 110. .

한편 마이크로 컴퓨터(140)는 사용자가 규정한 천해인 경우 천해의 수심 내에서 수심에 따라 각 트랜스포머(120)에 각기 다른 가중치를 부여하여 발생되는 음파의 형태(예를 들면 수심 50M미만인 경우는 좀더 납작한 타원형 형태의 음파, 수심 50M이상~100M미만에서 좀더 원형에 가까운 타원형 형태의 음파)를 조절할 수 있다.On the other hand, the microcomputer 140 is a type of sound waves generated by assigning different weights to the transformers 120 according to the depths in the depths of the shallow water in the case of the shallow water defined by the user (for example, when the depth is less than 50M Elliptic sound waves, oval sound waves closer to the circular shape at depths of more than 50M ~ 100M) can be adjusted.

따라서 타원형 형태의 음파가 방사되기 때문에 수면으로 반사되어 되돌아오는 음파의 세기가 미약하여 수면 반사파에 의한 신호 왜곡 현상이 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있다.Therefore, since the elliptic sound wave is radiated, the strength of the sound wave reflected and returned to the surface is weak, thereby preventing the signal distortion caused by the surface reflected wave.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치 및 방법에 의하면, 천해 환경에서는 복수의 음향 센서에 특정 가중치를 부여하여 빔 패턴을 가로가 넓고 세로가 좁은 타원형 형태의 빔을 형성하여 수면 반사파에 의한 신호 왜곡 현상이 발생되는 것을 차단할 수 있다.As described above, according to the apparatus and method for water surface reflection wave attenuation for detecting an object in a shallow water environment according to the present invention, in a shallow water environment, a plurality of acoustic sensors are assigned a specific weight so that the beam pattern is wide and narrow in shape. The beam may be formed to block a signal distortion caused by the surface reflection wave.

Claims (3)

수중 음향 장치에 있어서,In the hydroacoustic device, 복수의 음향 센서가 원형으로 군집된 형태로 형성되고, 각 음향 센서가 외부로부터 입력되는 전압의 크기에 따라 그에 대응되는 세력의 음파를 발생하여 특정 형태의 빔 패턴을 방사하는 어레이 음향 센서와,An array acoustic sensor in which a plurality of acoustic sensors are formed in a circle clustered form, and each acoustic sensor emits a specific type of beam pattern by generating sound waves having a corresponding force according to the magnitude of voltage input from the outside; 상기 어레이 음향 센서의 각 음향 센서에 대응되는 수를 구비하며, 외부의 제어에 따라 상기 각 음향 센서로 전압을 공급하는 트랜스포머와,A transformer having a number corresponding to each acoustic sensor of the array acoustic sensor and supplying a voltage to each acoustic sensor according to external control; 수압을 측정하는 압력 센서와,A pressure sensor that measures water pressure, 상기 압력 센서로부터 출력되는 신호에 따라 천해와 심해 환경을 구분하여 심해 환경인 경우 원형 형태의 음파가 방사되도록 하고, 천해 환경인 경우 타원형 형태의 음파가 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치.According to the signal output from the pressure sensor to distinguish the shallow sea and the deep sea environment in the case of a deep sea environment to emit a circular sound wave, and in the case of a shallow sea environment comprising a microcomputer characterized in that the sound wave is emitted Surface reflection wave attenuation device for object detection in shallow environment. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 타원형 형태의 음파는,The elliptic sound wave, 상기 각각의 트랜스포머에 서로 다른 가중치를 부여하여 생성되며,Are generated by giving different weights to the respective transformers, 상기 가중치는,The weight is, 수심에 따라 각기 다른 값을 가지며, 상하로 폭이 좁고, 좌우로 폭이 넓은 타원형 형태의 음파가 방사되도록 상하에 위치하는 상기 각 음향 센서보다 좌우에위치하는 상기 음향 센서에 더 부여되는 것을 특징으로 하는 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 장치.The sound sensor has a different value depending on the depth, and is further provided to the acoustic sensors positioned on the left and right sides of the acoustic sensors positioned up and down so that elliptical sound waves having a narrow width up and down and wide width left and right are radiated. Surface echo attenuation device for object detection in shallow environment. 복수의 음향 센서가 원형으로 군집된 형태로 형성되고, 각 음향 센서가 외부로부터 입력되는 전압의 크기에 따라 음파를 발생하여 특정 형태의 빔 패턴을 방사하는 어레이 음향 센서의 음향 방사 방법에 있어서,In the acoustic radiation method of the array acoustic sensor in which a plurality of acoustic sensors are formed in a circle clustered form, each acoustic sensor emits a specific pattern of beam patterns by generating sound waves according to the magnitude of the voltage input from the outside. 천해 환경에서 상하로 폭이 좁고, 좌우로 폭이 넓은 타원형 형태의 음파가 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 천해 환경에서 물체 탐지를 위한 수면 반사파 감쇄 방법.Surface reflection wave attenuation method for detecting objects in the shallow sea environment, characterized in that the sound wave of the elliptical form narrow in width, vertically wide in the shallow sea environment.
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