KR20120009773A - 수중 표적 탐지 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

수중 표적의 음파탐지 시스템 및 음파탐지 방법이 개시된다.
상세하게는 본 발명은, 수중 표적을 탐지하기 위한 소노부이(sonobuoy)가 탑재된 발사체와, 발사체를 기폭하여 소노부이를 수중 표적 출현 의심지역으로 투척하기 위한 런쳐(launcher) 및 투척된 소노부이에서 방사하는 음파를 수신하는 음파 수신기를 포함하는 음파탐지 시스템과 이를 이용한 음파탐지 방법에 관한 것으로 여기서, 발사체는 소노부이가 탑재되는 소노부이 탑재부와, 발사체의 기폭시 폭발력을 제공하는 장약이 저장되는 장약부 및 소노부이 탑재부와 상기 장약부 사이에 구비되어 발사체의 기폭시 소노부이 탑재부를 보호하는 완충부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수중 표적 탐지 시스템 및 그 방법{System and Method for detecting underwater objective}
본 발명은 수중 표적을 탐지하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 즉, 소노부이가 탑재된 발사체, 발사체를 기폭하여 상기 소노부이를 투척하기 위한 런쳐(launcher) 및 상기 소노부이에서 발신하는 신호를 탐지하여 수중 표적의 위치를 탐지하기 위한 수중 표적 탐지 시스템 및 금 방법에 관한 것이다.
보다 구체적인 경우에서는, 음파 발신이 가능한 함포탄, 함포 및 함정의 소나로 구성되고, 함정의 화기관제 체계를 이용하는 음파탐지 시스템 및 이를 이용하여 적성(enemy character) 잠수함의 위치를 탐지하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 수중 음파 탐지 기술 및 포탄 발사에 관한 기술분야에 속하며, 탐지된 음파를 이용하여 수중 표적의 위치를 탐지하는 기술에 관한 것이다. 즉, 소노부이가 포함된 함포탄을 의심지역의 수면에 탄착시켜 특정 수심에서 수중음파를 발신하게 하고, 발신된 수중 음파가 수중 표적에 의해 반향되는 반향 음파를 함정에 구비된 소나가 탐지함으로 수중 표적의 위치를 탐지하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 소나시스템은 잠수함, 또는 선박의 엔진음이나 어군등으로부터 발생되는 은원을 탐지하기 위해서 함정 플랫폼의 일측면 또는 전단, 또는 후미끝단 중 어느 하나에 장착되어 구성되거나 소나부를 함체에 분리하여 케이블을 통해서 예인하는 구성을 이루거나 또는 소나부를 구비한 적어도 두 함정 플랫폼간의 음파 송수신을 이루는 구성 중 어느 하나의 방식으로 탐지하였다.
한국 공개특허 제 10-1995-0001325호는 잠수함의 측면부에 음파 탐지장치를 장착하는 것을 특징으로 하는 음파 탐지장치를 개시하였으며, 한국 공개특허 제 10-2009-0084877호는 선박의 일측면에 초음파 송신기 엘리먼트로 구성된 기다란 어레이 및 초음파 수신기 엘리먼트로 구성된 기다란 어레이를 포함하는 소나시스템에 대해 개시하고 있다. 그러나 상기 기술들은 함체로부터 먼 거리에 있는 잠항체를 탐지함에 제약이 발생되는 문제를 가지고 있다.
한편, 한국 등록특허 제 10-0167442호는 예인형 음파 탐지장치로, 수중음파 탐지용 센서부 예인시 발생되는 인장력 및 유체저항으로 인한 예인 케이블의 진동을 완충시켜 음파모듈의 음파센서에 진동에 의한 신호가 감지되지 않도록 진동격리 모듈을 구비한 것을 개시한 바 있다. 이 기술은 함체로부터 소나부를 분리하여 케이블 부재를 통해서 예인하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하여 앞서 서술한 함체와 결합된 소나 시스템에 비해서 온도층으로 인한 제약을 극복할 수 있는 장점이 있었다. 그러나, 본 기술은 앞서 서술한 기술과 동일하게 잠항체에 대한 탐지 거리에 대한 제약이 존재한다는 문제점은 극복하지 못했다.
미국등록특허 제 5231609호는 적어도 2개의 멀리 떨어진 이동 가능한 소나 플랫폼을 요구되는 시스템 및 간접적인 수중 음파탐지 방법에 대한 것으로, 적어도 하나의 플랫폼이 소나펄스를 발신하고 또한 적어도 하나의 플랫폼은 소나펄스를 수신하는 것을 특징으로 하였다. 상기 기술은 적어도 두 함정 간의 소나음파의 발신 및 수신을 통해서 소나 탐지 영역을 확장할 수 있으며, 또한 잠항체로부터 반향된 음파를 서로 다른 포인트에서 수신함으로 인해서 탐지의 정확성이 향상될 수 있는 장점 있었다. 다만, 상기 기술은 적어도 두 대 이상의 함정이 동시 작전을 수행해야 하는 제약을 지니고 있다. 또한, 상기 기술은 함정과 함정 간 사이 영역 이외의 소나 탐지 영역은 단일 함정일 때의 영역과 동일하며 이에 다수의 함정간의 음파 탐지가 이루어지지 못하는 일부 지역에 대한 탐지 공백을 해소할 수 없다는 문제도 있었다.
이러한 함정이 가진 거리의 제약을 줄이기 위해서 소나부를 구비한 것을 특징으로 하는 회전익기가 제시된 바 있다. 이러한 기술에서는 회전익기의 고속, 장거리 이동능력으로 인해서 탐지 영역을 확장할 수 있었으나, 악천후의 날씨에서 운용을 할 수 없다는 문제가 존재하였다. 특히, 악천후의 날씨에서 적 잠수함에서 어뢰를 발사하는 등의 위협이 발생될 경우, 또는 회전익기의 운용이 불가하거나 잠정 잠수함 위치로 이동하는데 상당한 시간이 발생하는 경우에는 잠수함을 탐지하는데 발생되는 상기한 제약으로 인해서 아군 함정의 피격위협이 증가하게 되는 문제점이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 관점으로부터 본 발명은, 음파 발신이 가능한 소노부이를 탑재한 발사체를 상기 발사체를 발사시키기 위한 런쳐에서 해당 위협지역으로 발사하여, 상기 소노부이가 수중 표적 인근에서 음파를 방사하여 수중 표적의 위치를 탐지하는 것을 제1 기술적 과제로 한다.
또한, 발사체에 탑재된 소노부이가 런쳐에서 기폭될 때, 기폭에 의한 충격에너지를 분산 내지 흡수하기 위한 구조의 발사체를을 제공하는 것을 제2 기술적 과제로 한다.
그러나, 본 발명의 기술적 과제는 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 수중 표적을 탐지하기 위한 수중 표적 탐지 시스템은, 소노부이(sonobuoy)가 탑재된 발사체와, 상기 발사체를 기폭하여 상기 소노부이를 수중 표적 출현 의심지역으로 투척하기 위한 런쳐(launcher)와, 상기 투척된 소노부이에서 방사하는 신호를 수신하는 적어도 하나 이상의 수신기 및 상기 수신기가 수신한 신호를 이용하여 상기 수중 표적의 위치를 추정하는 연산유닛을 포함한다.
여기서, 상기 소노부이는 상기 수중 표적의 음원을 수신하는 수동형(passsive) 소노부이 또는 상기 수중 표적으로 음파를 방사하여 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사된 반사파를 수신하는 능동형(active) 소노부이 중 어느 하나인 것이 좋다.
그리고, 상기 수신기는, 상기 능동형 소노부이에서 방사하는 음파 및 상기 반사파를 수신하기 위한 음파 수신부 및 상기 수동형 소노부이가 상기 음원을 수신하여 생성한 상기 수중 표적과의 거리정보가 포함된 전파 및 상기 능동형 소노부이가 상기 반사파를 이용하여 생성한 상기 수중 표적과의 거리정보가 포함된 전파를 수신하기 위한 전파 수신부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발사체는, 상기 소노부이가 탑재되는 소노부이 탑재부와, 상기 발사체의 기폭시 폭발력을 제공하는 장약이 저장되는 장약부 및 상기 소노부이 탑재부와 상기 장약부 사이에 구비되어 상기 발사체의 기폭시 상기 소노부이 탑재부를 보호하는 완충부를 포함하는 것도 좋다.
또한, 상기 능동형 소노부이는, 부이(buoy)와, 음파를 송신하고 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사되는 반사파(echo)를 수신하기 위한 송수신센서 및 상기 부이와 연결되며, 상기 송수신센서를 미리 결정된 수심에서 고정유지하기 위한 예인 케이블을 포함하는 것이 좋다.
또한 바람직하게는, 상기 능동형 소노부이는, 상기 송수신센서에서 수신된 반사파를 이용하여 상기 수중 표적과 상기 송수신센서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 능동형 소노부이는 상기 거리정보 산출유닛에서 산출된 상기 거리정보를 상기 전파 수신부로 전송하기 위한 통신모듈을 더 구비하는 것도 좋다.
또한, 상기 수동형 소노부이는, 부이(buoy) 및 상기 수중 표적의 음원을 수신하기 위한 수신센서와, 상기 부이와 연결되며, 상기 수신센서를 미리 결정된 수심에 고정유지하기 위한 예인 케이블과, 상기 수신센서에 수신된 음원을 이용하여 상기 수중 표적과 상기 수신세서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛 및 상기 거리정보 산출유닛에서 산출된 상기 거리정보를 상기 전파 수신부로 전송하기 위한 통신모듈을 포함하는 것도 좋다.
여기서, 상기 수신기는 상기 전파 수신부로 수신되는 전파를 상기 연산유닛으로 전송하기 위한 통신유닛을 더 구비하는 것도 바람직하다.
또한, 상기 발사체, 상기 런쳐, 상기 수신기 및 상기 연산유닛은 수상 이동체에 구비되는 것도 좋다.
또한 바람직하게는, 상기 발사체, 상기 런쳐, 상기 연산유닛은 수상 이동체에 구비되며, 상기 수신기는 상기 수상 이동체에서 수상으로 미리 배출되는 것으로 하여도 좋다.
한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에 따른 수중 표적을 탐지하는 방법은, (a) 소노부이가 탑재된 발사체를 런쳐에 장입하는 단계와, (b) 상기 소노부이의 탄착 지점을 설정하는 단계와, (c) 상기 발사체를 기폭하여 상기 소노부이를 상기 탄착 지점으로 투척하는 단계와, (d) 상기 투척된 소노부이에서 방사하는 신호가 수신기에 수신되는 단계 및 (e) 상기 수신기에 수신되는 신호를 이용하여 상기 수중 표적의 위치를 추정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 소노부이는 상기 수중 표적의 음원을 수신하는 수동형(passsive) 소노부이 또는 상기 수중 표적으로 음파를 방사하여 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사된 반사파를 수신하는 능동형(active) 소노부이 중 어느 하나인 것이 좋다.
그리고, 상기 (b) 단계에서 상기 소노부이의 탄착 지점은 상기 수중 표적과의 거리정보를 산출하기 위해 수상에 미리 설치되어 상기 수중 표적의 음원으로부터 상기 수중 표적과의 거리정보를 산출하는 수동형 소노부이가 전송하는 상기 거리정보를 이용하여 설정되는 것도 좋다.
또한, 상기 (d)단계의 수신기는 수상 이동체에 구비되거나 상기 수상 이동체에서 미리 수상으로 배출하여 수상에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (d)단계의 신호는 상기 소노부이가 능동형 소노부이인 경우, 상기 능동형 소노부이가 방사하는 음파 및 상기 반사파인 것도 바람직하다.
또한, 상기 (d)단계의 신호는 상기 노소부이가 수동형 소노부이인 경우, 상기 수동형 소노부이가 상기 음원을 수신하여 생성한 상기 수중 표적과의 거리정보가 포함된 전파인 것도 좋다.
그리고, 상기 발사체는, 상기 소노부이가 탑재되는 소노부이 탑재부와, 상기 발사체의 기폭시 폭발력을 제공하는 장약이 저장되는 장약부 및 상기 소노부이 탑재부와 상기 장약부 사이에 구비되어 상기 발사체의 기폭시 상기 소노부이 탑재부를 보호하는 완충부를 포함하는 것도 좋다.
또한, 상기 능동형 소노부이는, 부이(buoy) 및 음파를 송신하고 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사되는 반사파(echo)를 수신하기 위한 송수신센서, 상기 부이와 연결되며 상기 송수신센서를 미리 결정된 수심에서 고정유지하기 위한 예인 케이블을 포함하는 것도 좋다.
그리고, 상기 능동형 소노부이는, 상기 송수신센서에서 수신된 반사파를 이용하여 상기 수중 표적과 상기 송수신센서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛을 더 포함하는 것도 좋다.
또한, 상기 수동형 소노부이는, 부이(buoy)와, 상기 수중 표적의 음원을 수신하기 위한 수신센서와, 상기 부이와 연결되며, 상기 수신센서를 미리 결정된 수심에 고정유지하기 위한 예인 케이블 및 상기 수신센서에 수신된 음원을 이용하여 상기 수중 표적과 상기 수신세서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛을 포함하는 것이 바람직할 것이다.
본 명세서를 통해 기재되는 내용으로부터 파악되는 본 발명에 따르면, 아군 함정이 적의 수중 표적 근해에 위치하지 않은 상태에서 함포를 이용하여 수중 표적의 위치를 탐지하기 위한 소노부이가 탑재된 발사체를 발사하므로 상기 적의 수중 표적에 의해 피격되는 위협을 감소시킬 수 있다.
또한, 악천후의 기상조건에서도 발사체의 운용이 용이하며, 적의 수중 표적 출현 의심지역까지 발사체가 도달되는 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발사체를 도시한 도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소노부이를 도시한 도,
도 3은 본 발명에 따른 수중 표적의 음파탐지 시스템에 관한 제1 실시예를 설명하기 위해 도시한 도,
도 4는 본 발명에 따른 수중 표적 탐지 시스템에 관한 제2 실시예를 설명하기 위해 도시한 도,
도 5는 본 발명에 따른 수중 표적 탐지 시스템에 관한 제3 실시예를 설명하기 위해 도시한 도,
도 6은 본 발명에 따른 수중 표적 탐지 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결된다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소에 바로 연결될 수도 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있음을 의미한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다
먼저, 본 발명에서 사용되는 몇 가지 용어들에 대해 설명하는 것으로 본 발명에 대한 상세한 설명을 개시한다.
본 명세서에서 사용되는 수중 표적이란, 음파탐지 시스템이 탐지하고자 하는 대상으로 이하에서는 적성 잠수함으로 표현될 수도 있음에 유의해야 한다.
또한 소나(sonar)는 공지된 기술로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 소나의 종류에는 크게 수동형 소나(passive sonar)와 능동형 소나(active sonar)로 나뉠 수 있으며, 본 명세서에서 사용되는 수동형 소나란 잠수함의 음원(추진소음, 유체소음, 기계적 소음 등)을 탐지하여 적성 잠수함의 위치를 탐지하며,
능동형 소나는 소나를 통해 발신한 중-저주파의 음파가 수중 표적에 반사되는 경우, 이 반사 소나음파를 수신하여 수중 표적을 탐지한다.
또한, 소노부이(sonobuoy)는 음파탐지기를 부착한 부표로서 본 발명에서는 적성 잠수함이 있다고 예상되는 해면에서 잠수함을 향하여 여러 개의 음파를 방사하는 장치를 의미한다. 따라서 소노부이는 상술한 소나와 부이가 결합된 상태의 물체를 의미하는 용어로 해석하는 것도 가능하다.
더불어 명세서에서 사용되는 발사체는 상기 소노부이를 특정 지역으로 투척시키기 위해 함포(launcher)에 장입할 수 있는 ‘탄’ ‘포탄’의 형태로 제작되는 것으로 이에 대하여는 상세히 후술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 소노부가 탑재된 발사체를 도시한 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 발사체(10)는 소노부이 탑재부(100), 장약부(200) 및 완충부(300)를 포함한다.
소노부이 탑재부(100)는 소노부이가 탑재되는 부분으로 소노부이는 부이(bouy) 및 송수신센서를 포함한다. 소노부이에 관한 설명은 상세하게 후술한다.
다음으로 장약부(200)는 상기 발사체(10)의 기폭시 기폭에 의한 폭발력을 제공하여 상기 소노부이 탑재부(100)에 탑재된 소노부이를 탄착 지점으로 발사하기 위한 장약이 저장된다. 따라서, 발사체(10)의 발사는 장약이 기폭됨과 동시에 이루어지며, 기폭에 의해 소노부이 탑재부(100)에 탑재된 소노부이가 탄착지점으로 비행한다.
완충부(300)는 상술한 장약부(200)와 소노부이 탑재부(100) 사이에 위치한다. 완충부(300)는 상기 발사체(10)의 기폭시 장약부(200)의 폭발력이 상기 소노부이 탑재부(100)에 탑재된 소노부이에 미치는 영향을 차단하기 위해 구비된다. 즉, 완충부(300)는 전자장치로 구성된 소노부이가 장약부(200)의 폭발에 의해 기능 자애가 발생하는 것을 방지하기 위해 폭발에 의한 충격을 흡수하려는 목적으로 구비된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소노부이를 도시한 도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소노부이(111)는 부이(110), 송수신센서(120) 및 예인 케이블(130)을 포함한다. 부이(110)는 공지의 것으로 부표와 같은 기능을 수행하는 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다. 송수신센서(120)는 수중으로 음파를 방사하고 방사된 음파가 수중 표적에 부딪혀 반사되는 반사파(echo_pulse)를 수신하는 장치이다. 경우에 따라서 송수신센서(120)는 대체될 수 있는데, 즉, 송수신센서 대신에 음파를 방사하기만 하는 송신센서, 또는 수중 표적에 의해 발생되는 음원을 수신하기만 하는 수신센서로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 예인 케이블(130)은 부이(110)와 송수신센서(120)를 연결하는 케이블로서, 상기 송수신센서(120)를 미리 결정된 수심에 고정, 유지하기 위해 사용된다. 한편, 도 2에 도시된 예에서는 예인 케이블(130)에 의해 송수신센서(120)의 수중 심도를 일정하게 유지하는 실시예를 설명하였으나, 다른 실시예에서는 송수신센서(120)가 부이(110)의 하단부에 탑재된 상태에서 사용되는 것도 가능함은 물론이다. 이 경우 예인 케이블(130)은 생략될 수 있다.
또한, 소노부이(111)는 상기 송수신센서(120)에서 수신된 반사파를 이용하여 수중 표적과의 거리정보를 생성할 수 있는 연산유닛이 구비되는 것도 바람직하다. 즉, 연산유닛은 송수신센서(120)에서 방사된 음파와 상기 음파가 수중 표적에 의해 반사되어 돌아오는 반사파를 이용하여 송수신센서(120)와 수중 표적간의 거리정보를 산출한다.
또한, 발사체 및 런쳐는 해상을 이동하는 수상 이동체에 구비될 수 있으며, 이러한 수상 이동체는 아군 함정일 수 있다. 따라서, 상기 소노부이(111)에는 연산유닛에서 산출된 거리정보를 수상 이동체로 전송하는 통신모듈을 구비하여 수상 이동체로 수중 표적과 소노부이 간의 거리정보를 전송하여 수상 이동체에서 수중 표적의 위치 정보를 탐지하는 것을 가능하게 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 수중 표적의 음파탐지 시스템에 관한 설명을 실시예들을 통해 설명하도록 한다.
제1 실시예
도 3은 본 발명에 따른 수중 표적의 음파탐지 시스템에 관한 제1 실시예를 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수중 표적(30)은 수상 이동체(20)의 런쳐를 통해 해상(A)으로 발사된 소노부이(111)가 방사하는 음파를 이용하여 탐지된다. 즉, 소노부이(111)는 부이(110), 예인 케이블(1300 및 송수신센서(120)를 포함하므로, 부이(110)로부터 미리 결정된 수심에 송수신센서(120)를 고정,유지하기 위해 부이(110)와 송수신센서(120)는 예인 케이블에 의해 연결된다. 송수신센서(120)가 일정 심도에 위치한 상태에서 음파를 방사하게 되면 음파는 수온층(B) 또는 해저면에 의해 반사되어 수상 이동체(20)에 구비된 음파 수신기(22)에 수신된다. 그러나, 적성 잠수함(enemy character, 수상 표적, 30)에 부딪힌 음파는 반사되어 음파 수신기(22)에는 수신되지 않는다.
구체적인 수중 표적 탐지 기술, 즉, 소노부이에서 방사된 음파 및 이를 수신하여 수중 표적의 위치를 탐지하는 방법은 공지된 기술을 활용하는 것이 가능하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
제2 실시예
도 4는 본 발명에 따른 수중 표적의 음파탐지 시스템에 관한 제2 실시예를 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 수중 표적(30)은 수상 이동체(20)의 런쳐를 통해 해상(A)으로 발사된 소노부이(111,111*)가 방사하는 음파를 이용하여 탐지된다.
제2 실시예에서 소노부이는 복수로 구비되어 해상으로 발사되는데, 이러한 소노부이(111)는 상기 제1 실시예에서 설명한 바 있는 소노부이와 동일한 것으로 여기서는 설명을 생략한다. 제2 실시예에서는 복수개의 소노부이(111)에 각각 구비되는 연산유닛에서 상기 소노부이(111)와 적성 잠수함(30)과의 거리정보가 산출되고, 산출된 거리정보가 소노부이(111)에 구비된 통신모듈을 통해 수상 이동체(20)에 전송되므로, 제1 실시예의 경우보다 더 정밀하게 적성 잠수함(30)의 위치를 탐지하는 것이 가능하다.
한편, 제2 실시예에서 소노부이(111,111*)는 능동형 소노부이(111)와 수동형 소노부이(111*)로 구비되는 것도 가능하다. 능동형 소노부이(111)는 상술한 제1 실시예에서 사용된 소노부이와 동일한 것이므로 여기서는 설명을 생략한다. 수동형 소노부이(111*)는 음파를 방사하지 않고 적성 잠수함(30)의 여러 음원들, 예를 들면 추진 소음, 유체소음 또는 기계적 소음등을 수신하여 적성 잠수함(30)과 수동형 소노부이(111*)의 거리정보를 산출한다.
따라서, 능동형 소노부이(111)가 산출한 거리정보와 수동형 소노부이(111*)가 산출한 거리정보가 수상 이동체(20)에 송신되어 적성 잠수함(30)의 위치정보를 탐지하는 것이다.
복수의 소노부이와 수상 이동체를 이용하는 구체적인 수중 표적 탐지 기술, 즉, 소노부이에서 방사된 음파 및 이를 수신하여 수중 표적의 위치를 탐지하는 방법은 공지된 기술을 활용하는 것이 가능하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
제3 실시예
도 5는 본 발명에 따른 수중 표적의 음파탐지 시스템에 관한 제3 실시예를 설명하기 위해 도시한 도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에서는 2대의 수상 이동체(20,20`)를 이용하여 수중 표적의 위치를 탐지하는 방법이 개시된다. 여기서는 설명의 편의를 위해 수상 이동체(20)를 제1 함정, 수상 이동체(20`)를 제2 함정이라 지칭하기로 한다.
제1 함정(20)에서 발사된 소노부이(111)가 해상에 착수한 뒤 음파를 방사하면, 상기 음파 중 적성 잠수함(30)에 부딪혀 반사되는 반사파(echo)는 수상 소노부이(111)에 구비된 송수신센서로 수신된다. 이 때, 상기 소노부이(111)에서 방사된 음파 중 적성 잠수함(30)에 부딪히지 않는 음파들은 수온층(B)에서 반사되는데, 이러한 음파들은 음파 수신기(22`)에 수신된다. 이러한 제3 실시예에서는 상술한 바 있는 제1 실시예의 경우와는 다르게 음파 수신기(22`)가 제2 함정(20`)에 구비되지 않고 제2 함정(20`) 인근 수상에 설치된다. 이는 제2 함정(20`)에서 상기 소노부이(111)에서 방사하는 음파는 수신하기 위해 미리 주변 해상에 음파 수신기(22`)를 설치해 놓은 것으로, 음파 수신기(22`)는 수신된 음파를 분석하여 적성 잠수함(30)의 위치를 탐지하고 이를 제2 함정(20`)으로 전송하여 제2 함정(20`)이 수중 표적으로부터 회피 기동할 수 있도록 한다.
소노부이와 수상 이동체간의 구체적인 수중 표적 탐지 기술, 즉, 소노부이에서 방사된 음파 및 이를 수신하여 수중 표적의 위치를 탐지하는 방법은 공지된 기술을 활용하는 것이 가능하므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
이하에서는 수중 표적의 음파탐지 방법에 관한 설명을 개시한다.
도 6은 본 발명에 따른 수중 표적의 음파탐지 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 차트이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 음파탐지 방법은, (S10) 발사체를 함포(런쳐)에 장입하는 단계, (S20) 발사체에 탑재된 소노부이가 탄착될 지점을 설정하는 단계, (S30) 발사체를 기폭하여 소노부이를 발사하는 단계, (S40) 소노부이가 탄착 지점에 안착된 후 소나 펄스(음파)를 방사하는 단계 및 (S50) 소노부이로부터 방사된 소나 펄스가 수온층 또는 적성 잠수함에 의해 반사된 소나 에코 펄스를 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 수중 표적의 음파탐지 방법은 상술한 수중 표적의 음파탐지 시스템에서 설명한 내용과 중복되는 것으로 여기서는 명세서의 기재를 간략히 하고자 중복되는 서술을 생략한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라, [k127] 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 사상적 범주에 속한다.
10:발사체 20:수상 이동체
22:수신기 30:수중 표적
100:소노부이 탑재부 110:부이
111:소노부이 120:송수신센서
130:예인 케이블 200:장약부
300:완충부

Claims (21)

  1. 수중 표적 탐지 시스템에 있어서,
    소노부이(sonobuoy)가 탑재된 발사체;
    상기 발사체를 기폭하여 상기 소노부이를 수중 표적 출현 의심지역으로 투척하기 위한 런쳐(launcher);
    상기 투척된 소노부이에서 방사하는 신호를 수신하는 적어도 하나 이상의 수신기; 및
    상기 수신기가 수신한 신호를 이용하여 상기 수중 표적의 위치를 추정하는 연산유닛을 포함하는 수중 표적 탐지 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소노부이는
    상기 수중 표적의 음원을 수신하는 수동형(passsive) 소노부이 또는 상기 수중 표적으로 음파를 방사하여 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사된 반사파를 수신하는 능동형(active) 소노부이 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수신기는,
    상기 능동형 소노부이에서 방사하는 음파 및 상기 반사파를 수신하기 위한 음파 수신부; 및
    상기 수동형 소노부이가 상기 음원을 수신하여 생성한 상기 수중 표적과의 거리정보가 포함된 전파 및 상기 능동형 소노부이가 상기 반사파를 이용하여 생성한 상기 수중 표적과의 거리정보가 포함된 전파를 수신하기 위한 전파 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 발사체는,
    상기 소노부이가 탑재되는 소노부이 탑재부;
    상기 발사체의 기폭시 폭발력을 제공하는 장약이 저장되는 장약부; 및
    상기 소노부이 탑재부와 상기 장약부 사이에 구비되어 상기 발사체의 기폭시 상기 소노부이 탑재부를 보호하는 완충부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 능동형 소노부이는,
    부이(buoy);
    음파를 송신하고 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사되는 반사파(echo)를 수신하기 위한 송수신센서; 및
    상기 부이와 연결되며, 상기 송수신센서를 미리 결정된 수심에서 고정유지하기 위한 예인 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 능동형 소노부이는,
    상기 송수신센서에서 수신된 반사파를 이용하여 상기 수중 표적과 상기 송수신센서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 능동형 소노부이는
    상기 거리정보 산출유닛에서 산출된 상기 거리정보를 상기 전파 수신부로 전송하기 위한 통신모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  8. 제3항에 있어서, 상기 수동형 소노부이는,
    부이(buoy); 및
    상기 수중 표적의 음원을 수신하기 위한 수신센서;
    상기 부이와 연결되며, 상기 수신센서를 미리 결정된 수심에 고정유지하기 위한 예인 케이블;
    상기 수신센서에 수신된 음원을 이용하여 상기 수중 표적과 상기 수신세서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛; 및
    상기 거리정보 산출유닛에서 산출된 상기 거리정보를 상기 전파 수신부로 전송하기 위한 통신모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 수신기는 상기 전파 수신부로 수신되는 전파를 상기 연산유닛으로 전송하기 위한 통신유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발사체, 상기 런쳐, 상기 수신기 및 상기 연산유닛은 수상 이동체에 구비되는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 발사체, 상기 런쳐, 상기 연산유닛은 수상 이동체에 구비되며, 상기 수신기는 상기 수상 이동체에서 수상으로 미리 배출된 것임을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 시스템.
  12. 수중 표적의 탐지 방법에 있어서,
    (a) 소노부이가 탑재된 발사체를 런쳐에 장입하는 단계;
    (b) 상기 소노부이의 탄착 지점을 설정하는 단계;
    (c) 상기 발사체를 기폭하여 상기 소노부이를 상기 탄착 지점으로 투척하는 단계;
    (d) 상기 투척된 소노부이에서 방사하는 신호가 수신기에 수신되는 단계; 및
    (e) 상기 수신기에 수신되는 신호를 이용하여 상기 수중 표적의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 수중 표적 탐지 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소노부이는 상기 수중 표적의 음원을 수신하는 수동형(passsive) 소노부이 또는 상기 수중 표적으로 음파를 방사하여 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사된 반사파를 수신하는 능동형(active) 소노부이 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 소노부이의 탄착 지점은 상기 수중 표적과의 거리정보를 산출하기 위해 수상에 미리 설치되어 상기 수중 표적의 음원으로부터 상기 수중 표적과의 거리정보를 산출하는 수동형 소노부이가 전송하는 상기 거리정보를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 (d)단계의 수신기는 수상 이동체에 구비되거나 상기 수상 이동체에서 미리 수상으로 배출하여 수상에 구비되는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 (d)단계의 신호는 상기 소노부이가 능동형 소노부이인 경우, 상기 능동형 소노부이가 방사하는 음파 및 상기 반사파인 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 (d)단계의 신호는 상기 노소부이가 수동형 소노부이인 경우, 상기 수동형 소노부이가 상기 음원을 수신하여 생성한 상기 수중 표적과의 거리정보가 포함된 전파인 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 발사체는, 상기 소노부이가 탑재되는 소노부이 탑재부와, 상기 발사체의 기폭시 폭발력을 제공하는 장약이 저장되는 장약부 및 상기 소노부이 탑재부와 상기 장약부 사이에 구비되어 상기 발사체의 기폭시 상기 소노부이 탑재부를 보호하는 완충부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 능동형 소노부이는, 부이(buoy) 및 음파를 송신하고 상기 음파가 상기 수중 표적에 의해 반사되는 반사파(echo)를 수신하기 위한 송수신센서, 상기 부이와 연결되며 상기 송수신센서를 미리 결정된 수심에서 고정유지하기 위한 예인 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 능동형 소노부이는,
    상기 송수신센서에서 수신된 반사파를 이용하여 상기 수중 표적과 상기 송수신센서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.
  21. 제13항에 있어서, 상기 수동형 소노부이는,
    부이(buoy)와, 상기 수중 표적의 음원을 수신하기 위한 수신센서와, 상기 부이와 연결되며, 상기 수신센서를 미리 결정된 수심에 고정유지하기 위한 예인 케이블 및 상기 수신센서에 수신된 음원을 이용하여 상기 수중 표적과 상기 수신세서와의 거리정보를 산출하는 거리정보 산출유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 표적 탐지 방법.



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