KR20220071449A - Portable 3d sonar for harbor surveillance and harbor surveillance method usning the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a three-dimensional portable diver sensing sonar for harbor surveillance and a harbor surveillance method using the same. According to the present invention, significant sensing performance improvement can be achieved by means of a multi-channel underwater sensor with increased reception sensitivity and an operator console capable of multi-channel, large-capacity, and high-speed signal processing and capable of forward three-dimensional image calculation even during stopping or settling. The three-dimensional portable diver sensing sonar for harbor surveillance of the present invention includes: an underwater sensor configured with a single-crystal material and including a sound signal transmitting sensor and a reflected signal receiving sensor; an operator console performing multi-channel signal processing on a signal received from the receiving sensor and connected to the underwater sensor by an underwater cable; an image control unit including a display part receiving data from the operator console and displaying a three-dimensional image; and a motion adjustment unit adjusting a motion of the underwater sensor by receiving a command from the operator console.

Description

항만감시를 위한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나 및 이를 이용한 항만감시 방법{PORTABLE 3D SONAR FOR HARBOR SURVEILLANCE AND HARBOR SURVEILLANCE METHOD USNING THE SAME}3D portable diver detection sonar for harbor monitoring and harbor monitoring method using the same

본 발명은 항만감시를 위한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나 및 이를 이용한 항만감시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수신 감도를 증대시킨 다채널의 수중 센서 및 다채널/대용량의 고속 신호처리가 가능하고, 정선(停船) 또는 정착 중에도 전방 3차원 이미지 산출이 가능한 운용자 콘솔을 통해 탐지 성능을 대폭 향상시킨 항만감시를 위한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나 및 이를 이용한 항만감시 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional portable diver detection station for harbor monitoring and a harbor monitoring method using the same. It relates to a 3D portable diver detection station for port monitoring, which significantly improves detection performance through an operator console capable of calculating a forward 3D image even during settling or settling, and a port monitoring method using the same.

수중에서는 전자기파가 잘 통하지 않으므로 일반적으로 음향 신호를 이용하는 소나(sound navigation and ranging; SONAR)를 이용하여 영상을 획득한다. 소나를 이용한 수중 영상 획득의 원리는 전기 신호를 음향 신호로 변환시켜주는 트랜스듀서 센서를 이용해 송신 신호를 발진시킨 후 표적에 맞고 되돌아온 신호를 여러 개의 트랜스듀서로 구성되어 있는 배열 수신기 통해 전기 신호로 변환한 후 수신하여 빔형성과 같은 후처리 과정을 통해 표적 반사 신호의 강도를 표시하는 것이다.Since electromagnetic waves do not travel well underwater, an image is generally acquired using sound navigation and ranging (SONAR) using an acoustic signal. The principle of underwater image acquisition using sonar is to oscillate a transmitted signal using a transducer sensor that converts an electrical signal into an acoustic signal. After receiving the signal, the intensity of the target reflected signal is displayed through post-processing such as beamforming.

그리고 소나(sonar)는 표적에서 발생하는 소음원을 탐지하는 수동소나와 음파를 송신하여 표적으로부터 반사되는 신호를 이용하여 표적을 탐지하는 능동소나로 구분되며, 해군 및 관련 기관에서는 수중 표적을 정밀하게 탐지하기 위하여, 다양한 종류의 소나(SOund Navigation And Ranging)를 개발하여 운용하고 있으나, 실제 소나에 사용되는 음향 센서의 물리적인 규격 등의 제약으로 인해 탐지 범위를 제한하여 운용하는 것이 일반적이다.And the sonar is divided into a passive sonar that detects a noise source generated by a target, and an active sonar that transmits sound waves and detects a target using a signal reflected from the target. In order to do this, various types of sonars (Sound Navigation And Ranging) have been developed and operated, but it is common to operate with a limited detection range due to constraints such as physical specifications of acoustic sensors used in actual sonar.

이중에서 전방탐지용 소나 시스템을 이용한 이미징 소나는 수중에서 전방으로 송/수신 빔을 형성하여 송신신호를 방사하고, 전방의 표적에서 반향되어 돌아온 신호를 획득하여 표적 정보를 추정하는 장치로, 전방에 대한 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio)를 상대적으로 높여 측정 영역에 대하여 빠르게 초음파 영상을 생성할 수 있는 이점을 갖는다.Among them, the imaging sonar using the sonar system for forward detection is a device for estimating target information by emitting a transmission signal by forming a transmission/reception beam forward in the water, and acquiring a signal that is reflected back from the target in front. It has the advantage of rapidly generating an ultrasound image in the measurement area by relatively increasing the signal-to-noise ratio.

한편, 이러한 소나에 사용되는 소자는 PZT 세라믹이 사용되고 있어, 필요한 정도의 감도를 확보하기 위하여 많은 양의 압전소재를 사용하여야 한다는 문제점이 있으며, 이에 따라 비용과 부피, 무게가 증대되어, 경량화 추세에 반한다는 문제점이 존재한다.On the other hand, the device used for such a sonar uses PZT ceramic, so there is a problem that a large amount of piezoelectric material must be used to secure the required level of sensitivity. There is a problem with opposition.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 부피, 무게를 감소시켜 경량화를 실현하고, 이에 더하여 휴대가 가능한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a three-dimensional portable diver detection sonar capable of realizing light weight by reducing volume and weight, and in addition to it.

또한 송수신 감도특성이 향상되고, 사용 주파수폭을 확장해 광대역화가 가능하고, 장기적으로는 항만감시소나 및 기뢰제거용 ROV로의 적용이 가능한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나의 제공을 목적으로 한다.In addition, it aims to provide a three-dimensional portable diver detection sonar with improved transmission/reception sensitivity characteristics, broadband use by extending the frequency range, and long-term application to port monitoring stations and mine-clearing ROVs.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명에 따른 항만감시를 위한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나는, 음향 신호를 송신하는 송신 센서 및 반사 신호를 수신하는 수신 센서를 포함하되, 단결정 소재로 구성되는 수중 센서, 그리고 상기 수신 센서로부터 수신한 신호를 다채널의 신호 처리를 수행하고, 상기 수중 센서와 수중케이블로 연결되는 운용자 콘솔, 그리고 상기 운용자 콘솔로부터 데이터를 수신하여 3차원 이미지를 디스플레이하는 디스플레이파트를 포함하는 이미지 제어부, 그리고 상기 운용자 콘솔의 명령을 받아 상기 수중 센서의 모션을 조정하는 모션조정부를 포함한다.A three-dimensional portable diver detection sonar for port monitoring according to the present invention for the purpose of solving the above problems, including a transmitting sensor for transmitting an acoustic signal and a receiving sensor for receiving a reflected signal, an underwater sensor composed of a single crystal material and a display part that performs multi-channel signal processing on the signal received from the receiving sensor, an operator console connected to the underwater sensor and an underwater cable, and receives data from the operator console to display a three-dimensional image It includes an image control unit, and a motion control unit for adjusting the motion of the underwater sensor in response to a command from the operator console.

또한 상기 단결정 소재는 PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3) 및 PIN-PMN-PT(Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)를 포함한다.In addition, the single crystal material is PMN-PT(Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ) and PIN-PMN-PT(Pb(In 1/2 Nb 1/2 )O 3 -Pb(Mg) 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ).

또한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나를 이용하여 항만감시를 하는 항만감시 방법은 상기 운용자 콘솔을 방파제에 설치하고, 상기 수중 센서 및 상기 모션조정장비는 항만에 설치하는 설치 단계, 그리고 상기 수중 센서가 표적을 감지하는 표적 감지 단계, 그리고 감지된 신호를 다채널 신호 처리하는 신호 처리 단계, 그리고 다채널 신호 처리된 신호를 3차원 이미지로 변환하여 디스플레이하는 디스플레이 단계를 포함한다.In addition, the harbor monitoring method for harbor monitoring using a three-dimensional portable diver detection sonar is an installation step of installing the operator console on the breakwater, and installing the underwater sensor and the motion control equipment in the harbor, and the underwater sensor detects the target A target detection step of sensing, a signal processing step of processing the sensed signal as a multi-channel signal, and a display step of converting the multi-channel signal-processed signal into a three-dimensional image and displaying the converted signal.

또한 상기 운용자 콘솔을 내장하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징은, 일단에 결착공을 구비한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개의 타단에서 하측으로 회동 가능하게 연결되고 하단에 로킹부를 포함하는 측부 덮개를 포함하는 제1하우징, 하부의 베이스 및 상기 베이스의 일단에서 상측으로 연결된 측벽을 포함하는 제2하우징, 및 상기 제2하우징에 내장되고, 상기 측벽의 상부로 노출되어 상기 결착공에 삽입되는 버튼블록과, 상기 베이스의 타단에 구비되고 상기 로킹부와 결합되는 잠금부와, 상기 버튼블록의 누름에 의해 상기 로킹부와 상기 잠금부의 결합을 해제하는 해제부를 포함하는 잠금수단을 포함하고, 상기 로킹부는 상기 일 측으로 개구된 진입홈 및 상기 진입홈의 내부 측면에 형성된 로킹홈을 포함하고, 상기 잠금부는 상기 해제부에 의해 이동되어 상기 진입홈에 삽입되는 잠금핀 및 상기 잠금핀에 내장되어 상기 잠금핀의 측면으로 돌출되어 상기 로킹홈에 삽입되는 로킹핀을 포함한다.In addition, it further includes a housing housing the operator console, the housing, an upper cover having a fastening hole at one end, and a side cover that is rotatably connected to the lower side from the other end of the upper cover and includes a locking part at the lower end. a first housing including a first housing, a second housing including a lower base and a sidewall connected upwardly from one end of the base, and a button block embedded in the second housing and exposed to the upper portion of the sidewall and inserted into the binding hole and a locking means including a locking part provided at the other end of the base and coupled to the locking part, and a releasing part for releasing the coupling of the locking part and the locking part by pressing the button block, wherein the locking part an entry groove opened to one side and a locking groove formed on an inner side surface of the entry groove, wherein the locking part is moved by the release part and inserted into the entry groove and the locking pin is built into the locking pin It includes a locking pin protruding from the side of the locking groove inserted into the.

상기 구성, 단계 및 특징을 갖는 본 발명은 비용과 부피, 무게를 감소시켜 경량화를 실현하고, 이에 더하여 휴대가 가능하다는 효과를 갖는다.The present invention having the above configuration, steps and characteristics realizes light weight by reducing cost, volume, and weight, and in addition, has the effect of being portable.

또한 송수신 감도특성이 향상되고, 사용 주파수폭을 확장해 광대역화가 가능하다는 효과를 갖는다.In addition, it has the effect of improving the transmission/reception sensitivity characteristics and enabling broadband by extending the frequency range used.

도 1은 본 발명에 따른 탐지 소나의 구성을 도시한 도면.
도 2는 항만 감시 방법의 플로우 차트.
도 3은 단결정 복합체의 개념도.
도 4는 단결정 복합체의 형성 과정을 도시한 도면.
도 5 및 6은 설치 위치 및 운용 개념을 도시한 도면.
1 is a diagram showing the configuration of a detection sonar according to the present invention.
2 is a flowchart of a port monitoring method;
3 is a conceptual diagram of a single crystal composite.
4 is a view showing a process of forming a single crystal composite.
5 and 6 are views showing the installation location and operation concept.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, implementation examples (態樣, aspects) (or embodiments) will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is only used to describe a specific embodiment (aspect, aspect, aspect) (or embodiment), and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as comprises or consists of are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.~1~, ~2~, etc. described in the present specification are only to be referred to to distinguish that they are different components, and are not limited to the order of manufacture, and their names in the detailed description and claims of the invention are may not match.

본 발명은 항만감시를 위한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나 및 이를 이용한 항만감시 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수신 감도를 증대시킨 다채널의 수중 센서 및 다채널/대용량의 고속 신호처리가 가능하고, 정선(停船) 또는 정착 중에도 전방 3차원 이미지 산출이 가능한 운용자 콘솔을 통해 탐지 성능을 대폭 향상시킨 항만감시를 위한 3차원 휴대용 다이버 탐지소나 및 이를 이용한 항만감시 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional portable diver detection station for harbor monitoring and a harbor monitoring method using the same. It relates to a 3D portable diver detection station for port monitoring, which significantly improves detection performance through an operator console capable of calculating a forward 3D image even during settling or settling, and a port monitoring method using the same.

도 1을 참조하여 구성들을 살펴보면, 먼저 음향 신호를 송신하는 송신 센서 및 반사 신호를 수신하는 수신 센서를 포함하는 수중 센서에 대해 살펴보면, 상기 수중 센서는 음향신호를 수중에 송신하고, 반사된 신호를 수신하여 1차적으로 신호 처리한 결과를 후술할 운용자 콘솔에 전송하게 된다.Looking at the configurations with reference to FIG. 1, first looking at an underwater sensor including a transmitting sensor for transmitting an acoustic signal and a receiving sensor for receiving a reflected signal, the underwater sensor transmits an acoustic signal in water, and receives the reflected signal It receives and transmits the result of primary signal processing to an operator console, which will be described later.

자명하게 송신 센서는 음향 신호를 송신하는 구성이고, 수신 센서는 반사된 신호를 수신하는 구성에 해당한다. 그리고 추가적으로 제1신호처리파트를 더 포함하며, 이는 수신 신호의 1차적인 신호 처리 및 운용자 콘솔과의 통신을 수행할 수 있는 구성이다.Obviously, the transmitting sensor is a component that transmits an acoustic signal, and the receiving sensor corresponds to a component that receives the reflected signal. And it further includes a first signal processing part, which is a configuration that can perform the primary signal processing of the received signal and communication with the operator console.

그리고 상기 수중 센서는 상기 운용자 콘솔과 수중케이블로 연결될 수 있는데, 이에 의해 운용자 콘솔로부터 전원을 공급받으며, 운용자 콘솔에 의하여 음향 신호의 송/수신을 제어 받을 수 있게 되는 것이다.In addition, the underwater sensor may be connected to the operator console with an underwater cable, thereby receiving power from the operator console, and being able to control transmission/reception of sound signals by the operator console.

그리고 수중 센서는 해저면 등으로 음향 신호를 송신하거나 이들이 반사된 신호를 수신하기 위해 전기 신호를 음향 신호로 변환하거나 음향 신호를 전기 신호로 변환할 수 있는데, 이를 위해 통상적으로 사용되는 트랜스듀서, 증폭기, 아날로그/디지털 변환기 등이 포함될 수 있음은 물론이다.In addition, the underwater sensor may convert an electrical signal into an acoustic signal or convert an acoustic signal into an electrical signal in order to transmit an acoustic signal to the seabed or the like or to receive a signal reflected by them. Transducers and amplifiers commonly used for this purpose , an analog/digital converter, etc. may be included, of course.

그리고 상기 수중 센서는 단결정 소재를 포함할 수 있는데, 이러한 단결정 소재는 압전 단결정 소재로서 PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3) 및 PIN-PMN-PT(Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)를 포함할 수 있다. 이러한 단결정 소재는 기존 PZT 세라믹과는 달리 압전 단결정의 조성 및 결정 방향에 따라서 압전 특성이 상이하므로 상이한 압전 특성에 따라 수중 센서 설계를 용이하게 설계할 수 있는데, 이는 수중 센서가 사용되는 환경에 부합할 수 있도록 최적의 조성과 결정 방향을 정하여 설계할 수 있음을 의미한다.And the underwater sensor may include a single crystal material, the single crystal material is a piezoelectric single crystal material PMN-PT (Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ) and PIN-PMN-PT (Pb) (In 1/2 Nb 1/2 )O 3 -Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ) may be included. Unlike conventional PZT ceramics, these single crystal materials have different piezoelectric properties depending on the composition and crystal direction of the piezoelectric single crystal, so it is possible to easily design the underwater sensor design according to the different piezoelectric properties, which is suitable for the environment in which the underwater sensor is used. It means that it can be designed by determining the optimal composition and crystal direction for

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 k는 전기기계 결합계수로 진동모드에 따라 k15, k32, k33 등으로 분류할 수 있으며, 해당 업계에서 통상적으로 사용되는 의미로 사용된 노테이션이다. 또한 <001>, <011>, <111>은 분극 방향을 의미하는 것으로 해당 업계에서 통상적으로 사용되는 의미로 사용된 노테이션이다.Here, k is an electromechanical coupling coefficient, which can be classified into k 15 , k 32 , k 33 , etc. depending on the vibration mode, and is a notation used in the sense commonly used in the industry. In addition, <001>, <011>, and <111> refer to polarization directions and are notations commonly used in the relevant industry.

아울러, 이러한 기존 PZT 세라믹과 본 발명에 사용되는 단결정 소재의 압전 특성을 비교하면 다음과 같다.In addition, the piezoelectric properties of the conventional PZT ceramic and the single crystal material used in the present invention are compared as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

압전 단결정 소재의 수중음향센서 응용에서의 가장 큰 장점으로는 기존 PZT 세라믹 대비 높은 압전상수와 낮은 탄성계수를 들 수 있다. 이는 센서 측면에서 보다 고효율, 고출력, 광대역의 음향성능 뿐만 아니라 기구적으로 소형화 및 경량화가 가능하다는 것을 의미하며 이는 소나가 장착되는 함정이나 잠수함의 운용효과와 효율의 증대로 이어질 수 있다. 따라서 경량화 내지는 소형화를 통해 휴대용 다이버 소나를 제조할 수 있게 된다.The biggest advantage in the application of piezoelectric single-crystal materials for hydroacoustic sensors is a higher piezoelectric constant and lower elastic modulus compared to conventional PZT ceramics. This means that in terms of sensors, not only high efficiency, high output, and broadband acoustic performance but also mechanical miniaturization and weight reduction are possible, which can lead to an increase in operational effectiveness and efficiency of ships or submarines equipped with sonar. Therefore, it is possible to manufacture a portable diver sonar through weight reduction or miniaturization.

표 2와 같이 압전 단결정은 PZT 세라믹에 비해 주요 압전 특성이 2~3배 이상 뛰어난 반면 센서의 수신감도를 결정하는 압전전압계수(Piezoelectric voltage constant, g33)가 PZT 세라믹 소재에 비해 크게 차이가 나지 않는다. 이는 압전 단결정은 압전상수(Piezoelectric constant, d33)와 유전율이 모두 높은데 압전 전압계수는 압전상수에는 비례하고 유전율에 반비례하여 상쇄 효과(trade off)를 일으키기 때문이다.As shown in Table 2, the main piezoelectric properties of the piezoelectric single crystal are 2-3 times superior to that of the PZT ceramic, while the piezoelectric voltage constant (g33), which determines the reception sensitivity of the sensor, is not significantly different from that of the PZT ceramic material. . This is because the piezoelectric single crystal has both a piezoelectric constant (d33) and a high dielectric constant, and the piezoelectric voltage coefficient is proportional to the piezoelectric constant and inversely proportional to the dielectric constant, thus causing a trade off effect.

그러나 압전 단결정과 폴리머를 적절하게 배열하면 압전상수를 크게 희생시키지 않고도 전기기계결합계수를 높이고 유전율을 낮춤으로써 압전 전압계수 값을 상당히 개선시킬 수 있다. However, if the piezoelectric single crystal and the polymer are properly arranged, the value of the piezoelectric voltage coefficient can be significantly improved by increasing the electromechanical coupling coefficient and lowering the dielectric constant without significantly sacrificing the piezoelectric constant.

이에 대하여 표 3을 살펴보면 다음과 같이 물성이 개선됨을 확인할 수 있다.In relation to this, looking at Table 3, it can be seen that the physical properties are improved as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

그리고 참고적으로 kt 는 압전 단결정 소재의 분극 방향에 평행한 전기 기계 결합 계수를 나타내며 표 3을 살펴보면, PMN-PT 단결정 복합체의 압전 전압계수 값이 기존의 PMN-PT 단결정에 비해 4배 정도 높아짐을 알 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단결정 소재로 압전 단결정 복합체가 사용되는 것이 바람직하다.And for reference, kt represents the electromechanical coupling coefficient parallel to the polarization direction of the piezoelectric single crystal material. Looking at Table 3, the piezoelectric voltage coefficient value of the PMN-PT single crystal composite is about 4 times higher than that of the existing PMN-PT single crystal. Able to know. That is, as shown in FIG. 3 , a piezoelectric single crystal composite is preferably used as the single crystal material.

여기서 압전 복합체는 압전 성능이 우수한 재료와 음향 임피던스가 낮은 고분자 재료를 결합하여 만들어진다. 압전 복합체의 전기기계 결합 계수와 같은 압전 성능 및 음향 임피던스와 같은 음향 특성을 더욱 좋게 하기 위해서 압전 복합체와 결합되는 고분자 재료에 물리적 또는 화학적인 방법으로 기포를 만들어 사용하기도 한다.Here, the piezoelectric composite is made by combining a material with excellent piezoelectric performance and a polymer material with low acoustic impedance. In order to further improve the piezoelectric performance such as the electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric composite and the acoustic properties such as acoustic impedance, bubbles are sometimes used to form bubbles in the polymer material combined with the piezoelectric composite by a physical or chemical method.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 압전 단결정 복합체를 형성시키는 형성 방법은 다음과 같다. And, as shown in FIG. 4, the formation method of forming the piezoelectric single crystal composite is as follows.

우선, 압전체 기판(10)에 홈을 형성하고, 압전체 기판(10)을 준비한 후 다이싱 소(dicing saw) 등을 이용하여 압전체 기판(10)에 가로 및 세로로 홈을 형성한다.First, grooves are formed in the piezoelectric substrate 10 , and after preparing the piezoelectric substrate 10 , the grooves are formed horizontally and vertically in the piezoelectric substrate 10 using a dicing saw or the like.

다음으로, 고분자 수지(20)에 중공구체(30)를 혼합한 후 이를 상기 압전체 기판(10) 상에 형성된 홈에 충진한다.Next, after mixing the hollow spheres 30 with the polymer resin 20 , the hollow spheres 30 are filled in the grooves formed on the piezoelectric substrate 10 .

다음으로, 상기 압전체 기판(10) 상에 형성된 홈에 충진된 고분자 수지(20)를 경화시킨 후 압전체 기판(10)을 연마한다.Next, after curing the polymer resin 20 filled in the grooves formed on the piezoelectric substrate 10 , the piezoelectric substrate 10 is polished.

다음으로, 상기 압전체 기판(10)의 홈에 충진된 고분자 수지(20)를 경화시킨 후 압전체 기판(10)의 바닥부를 연마하고, 이후 압전체 기판(10)의 양면에 전극(40)을 형성하여 분극처리한다.Next, after curing the polymer resin 20 filled in the groove of the piezoelectric substrate 10, the bottom of the piezoelectric substrate 10 is polished, and then electrodes 40 are formed on both sides of the piezoelectric substrate 10, polarize.

그리고 상기 전극(40)은 금, 은, 납, 니켈 등의 도전체를 사용하여 압전체 기판(10)의 양면에 형성될 수 있다.In addition, the electrode 40 may be formed on both surfaces of the piezoelectric substrate 10 using a conductor such as gold, silver, lead, or nickel.

그리고 이러한 수중 센서는 기 설정된 범위의 방향으로 방사하거나 수신하기 위해서 복수의 배열을 가질 수 있으며, 이러한 배열 방법에 대해서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.In addition, the underwater sensor may have a plurality of arrangements in order to radiate or receive in a direction of a preset range, and a detailed description of the arrangement method will be omitted.

그 다음으로, 상기 수신 센서로부터 수신한 신호를 다채널의 신호 처리를 수행하고, 상기 수중 센서와 수중케이블로 연결되는 운용자 콘솔에 대해 살펴보기로 한다.Next, a multi-channel signal processing is performed on the signal received from the receiving sensor, and an operator console connected to the underwater sensor and the underwater cable will be described.

먼저 상기 수중 센서의 음향 신호 송/수신을 제어하며, 상기 수중 센서에 전원을 공급하는 제어파트를 포함하는데, 여기서 수중 센서의 음향 신호 송/수신을 제어한다고 함은 수중 센서의 수신 감도 등을 제어하는 것을 의미한다. 또한 상기 제어파트는 전원공급 등을 제어함은 물론이다.First, it controls the acoustic signal transmission/reception of the underwater sensor, and includes a control part for supplying power to the underwater sensor, where controlling the acoustic signal transmission/reception of the underwater sensor means controlling the reception sensitivity of the underwater sensor, etc. means to do In addition, of course, the control part controls power supply and the like.

상기 운용자 콘솔은 상기 제1신호처리파트로부터 수신된 신호를 2차적으로 신호 처리하는 제2신호처리파트를 포함하고, 상기 제2신호처리파트는 다채널의 신호 처리를 수행하게 된다.The operator console includes a second signal processing part for secondary signal processing the signal received from the first signal processing part, and the second signal processing part performs multi-channel signal processing.

그리고 수중 센서 및 이미지 제어부와의 통신을 수행하는 통신파트를 더 포함하는데, 이는 다채널의 통신이 가능하다.And it further includes a communication part for performing communication with the underwater sensor and the image control unit, which enables multi-channel communication.

그리고 부가적으로 송신 센서의 송신 신호를 증폭시키는 신호증폭파트, 고전압의 공급을 위한 고전압공급파트, 운용자 콘솔 내의 통신 및 전원공급을 위한 연결을 제공하는 콘솔케이블, 상기 운용자 콘솔의 물리적인 보호를 위한 하우징 및 방파제나 선박 등에 장착시키기 위한 고정유닛 등을 더 포함할 수 있다.And additionally, a signal amplification part for amplifying the transmission signal of the transmission sensor, a high voltage supply part for supplying high voltage, a console cable providing a connection for communication and power supply in the operator console, and for physical protection of the operator console It may further include a housing and a fixing unit for mounting on a breakwater or a ship.

그 다음으로 상기 운용자 콘솔로부터 데이터를 수신하여 3차원 이미지를 디스플레이하는 디스플레이파트를 포함하는 이미지 제어부에 대해 살펴보기로 한다.Next, an image control unit including a display part for receiving data from the operator console and displaying a three-dimensional image will be described.

먼저 상기 이미지 제어부는 상기 제2신호처리파트로부터 신호 처리된 데이터를 수신하여 이를 3차원 영상으로 신호 처리하는 제3신호처리파트를 포함한다. 상기 제3신호처리파트는 노이즈를 제거하기 위하여 가우시안 필터 등이 포함될 수 있으며, 객체의 높이 정보 내지는 3차원 좌표 정보를 추출하는 좌표추출파트가 추가적으로 더 포함될 수 있다.First, the image controller includes a third signal processing part for receiving the signal-processed data from the second signal processing part and processing the signal into a 3D image. The third signal processing part may include a Gaussian filter to remove noise, and may further include a coordinate extraction part for extracting height information or 3D coordinate information of an object.

그리고 3차원 영상으로 신호 처리된 데이터는 이미지 생성파트에 의해 3차원 이미지로 생성되는 것이다. 그리고 전술하였듯이 이렇게 생성된 3차원 이미지는 디스플레이파트에 의해 디스플레이될 수 있는 것이다.In addition, the data signal-processed into a 3D image is generated as a 3D image by the image generating part. And as described above, the three-dimensional image generated in this way can be displayed by the display part.

그리고 여기서 이미지 제어부 등의 기능부를 실현시키기 위한 프로그램(운용자 SW)을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체가 제공될 수 있음은 물론이다.And, of course, a computer-readable recording medium in which a program (operator SW) for realizing a functional unit such as an image control unit is recorded may be provided.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수중 센서 및 상기 모션조정부는 수중에 구비되고, 상기 운용자 콘솔 및 상기 이미지 제어부는 육상에 구비될 수 있다.And, as shown in FIG. 5, the underwater sensor and the motion control unit may be provided in water, and the operator console and the image control unit may be provided on land.

그 다음으로 상기 운용자 콘솔의 명령을 받아 상기 수중 센서의 모션을 조정하는 모션조정부를 살펴보면, 상기 모션조정부는 상기 수중 센서가 해저 지형이나 구조물 등에 방해받지 않고 탐지를 수행할 수 있도록 상기 수중 센서의 방위각 및 고각을 제어하기 위한 구성이다.Next, looking at the motion control unit that adjusts the motion of the underwater sensor in response to the command of the operator console, the motion control unit is the azimuth angle of the underwater sensor so that the underwater sensor can perform detection without being disturbed by the subsea topography or structure. and a configuration for controlling the elevation.

이러한 모션조정부는 상기 수중 센서의 방위각을 제어하는 방위각제어파트 및 상기 수중 센서의 고각을 제어하는 고각제어파트를 포함한다.The motion adjusting unit includes an azimuth control part for controlling the azimuth of the underwater sensor and an elevation control part for controlling the elevation angle of the underwater sensor.

그 다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 3차원 휴대용 다이버 탐지소나를 이용하여 항만감시를 하는 항만감시 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.Next, as shown in FIG. 2 , a port monitoring method for port monitoring using a three-dimensional portable diver detection sonar will be described as follows.

우선 상기 운용자 콘솔을 도 6에 도시된 바와 같이, 방파제 또는 선박 등에 설치/고정하고, 상기 수중 센서 및 상기 모션조정장비는 항만에 설치하는 설치 단계(S1)를 포함한다. 여기서 상기 운용자 콘솔의 고정유닛에 의해 방파제 또는 선박에 고정될 수 있고, 상기 고정유닛에 대한 상세한 설명은 여기서 생략하기로 한다.First, as shown in FIG. 6 , the operator console is installed/fixed on a breakwater or a ship, and the underwater sensor and the motion control equipment are installed in a harbor (S1). Here, it may be fixed to a breakwater or a ship by the fixing unit of the operator console, and a detailed description of the fixing unit will be omitted here.

그 다음으로 상기 수중 센서가 표적을 감지하는 표적 감지 단계(S2)를 포함하는데, 여기서 표적의 감지는 전술한 바와 같이, 수중 센서의 송신 센서 및 수신 센서를 이용하여 수행되며 일반적인 소나의 메커니즘과 동일한 바 구체적인 설명은 생략한다.Next, the underwater sensor includes a target detection step (S2) in which the target is detected, wherein the detection of the target is performed using the transmitting sensor and the receiving sensor of the underwater sensor, as described above, and is the same as the mechanism of a general sonar. A detailed description of the bar will be omitted.

그 다음으로 감지된 신호를 다채널 신호 처리하는 신호 처리 단계(S3)를 포함하는데, 여기서의 신호 처리 단계(S3)는 잔향음 등의 노이즈에 의해 표적 신호의 신호대잡음비를 저하시켜 수중 표적에 대한 탐지 성능의 저하를 극복하기 위해 수행되는 것이다. 이는 전술한 바와 같이, 도플러 필터 등이 사용될 수 있다.Next, it includes a signal processing step (S3) of multi-channel signal processing of the sensed signal, wherein the signal processing step (S3) lowers the signal-to-noise ratio of the target signal by noise such as reverberation, so that the underwater target is This is done to overcome the degradation of detection performance. As described above, a Doppler filter or the like may be used.

그 다음으로 다채널 신호 처리된 신호를 3차원 이미지로 변환하여 디스플레이하는 디스플레이 단계(S4)를 포함하는데, 여기서 3차원 이미지로의 변환은 해당 기술분야의 3D 이미징 기술을 채용하여 실시할 수 있을 것이다.Next, it includes a display step (S4) of converting the multi-channel signal-processed signal into a three-dimensional image and displaying it, wherein the conversion into a three-dimensional image may be performed by employing a 3D imaging technology in the art. .

한편, 상기 운용자 콘솔을 내장하는 하우징에 대해 상세히 살펴보기로 한다. 통상적인 종래 하우징은 사용자가 양 손에 어떤 물건을 파지하고 있는 경우에는 하우징 커버를 개방시키기가 어렵고, 특히 휴대용으로 사용되는 탐지 소나의 경우에는 많은 장비를 소지한 채 이동하여야 하는 상황이 빈번히 발생할 수 있기 때문에 하우징 커버를 손가락 하나만으로도 원터치 방식으로 손쉽게 개방시킬 수 있어야 한다.Meanwhile, the housing in which the operator console is built will be described in detail. In the case of a conventional housing, it is difficult to open the housing cover when the user is holding an object in both hands, and in particular, in the case of a portable detection sonar, a situation in which a user must move while carrying a lot of equipment may occur frequently. Therefore, it should be possible to easily open the housing cover in a one-touch method with only one finger.

그리고 이하에서는 설명의 편의를 위하여 일 측(또는 일단)은 우측(또는 우측 단부)으로, 타 측(또는 타단)은 좌측(또는 좌측 단부)으로 정의하여 서술하기로 하고, 도 7의 a 및 b의 각각의 좌측 확대도는 측단면 시점의 개략적인 설명도에 해당하며, 우측 확대도는 위에서 바라본 시점의 개략적인 설명도에 해당한다.And, hereinafter, for convenience of explanation, one side (or one end) is defined as the right (or right end), and the other (or the other end) is defined as the left (or left end), and FIGS. 7 a and b Each of the left enlarged views corresponds to a schematic explanatory view of the lateral cross-sectional view, and the right enlarged view corresponds to a schematic explanatory view of the view viewed from above.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 하우징은 일단에 결착공을 구비한 상부 덮개(L10b)와, 상기 상부 덮개(L10b)의 타단에서 하측으로 회동가능하게 연결되고 하단에 로킹부를 포함하는 측부 덮개(L10a)를 포함하는 제1하우징(L1)과, 하부의 베이스 및 상기 베이스의 일단에서 상측으로 연결된 측벽(L20a)을 포함하는 제2하우징(L2)을 포함한다.7, the housing includes an upper cover (L10b) having a binding hole at one end, and a side cover (L10b) rotatably connected to the lower side from the other end of the upper cover (L10b) and including a locking part at the lower end ( It includes a first housing (L1) including L10a), and a second housing (L2) including a lower base and a side wall (L20a) connected upwardly from one end of the base.

설명의 편의를 위해 제2하우징(L2)부터 설명하면, 제2하우징(L2)은 제1하우징(L1)과의 결합/해제를 위해 잠금수단을 포함하는데, 상기 잠금수단은 상기 제2하우징(L2)에 내장되고, 상기 측벽(L20a)의 상부로 노출되어 상기 결착공에 삽입되는 버튼블록(L21)을 포함한다. 그리고 이러한 버튼블록(L21)은 버튼블록(L21)의 하단에 구비되고, 일 측으로 갈수록 상향 경사를 갖는 액추에이터(L21b)가 후술할 해제블록(L22)과 접촉되어 있어, 버튼블록(L21)의 버튼부(L21a)를 사용자가 누르면 버튼블록(L21)이 해제블록(L22)의 경사면을 따라 내려가면서 해제블록(L22)이 일 측으로 밀릴 수 있게 되고, 버튼부(L21a)를 떼면 해제블록(L22)이 타 측으로 밀리게 된다. 그리고 이러한 동작 과정을 실현하기 위해서 해제블록(L22)은 액추에이터(L21b)의 형상에 상응하는 경사를 갖고 상단이 상기 액추에이터(L21b)의 하단에 접하는 슬로프를 구비하게 된다.For convenience of explanation, the second housing (L2) is described first, the second housing (L2) includes a locking means to engage/disengage with the first housing (L1), wherein the locking means includes the second housing ( It includes a button block (L21) embedded in the L2), exposed to the upper portion of the side wall (L20a) and inserted into the binding hole. And this button block (L21) is provided at the lower end of the button block (L21), the actuator (L21b) having an upward inclination toward one side is in contact with the release block (L22) to be described later, the button of the button block (L21) When the user presses the part (L21a), the button block (L21) goes down along the slope of the release block (L22) so that the release block (L22) can be pushed to one side, and when the button part (L21a) is released, the release block (L22) This will be pushed to the other side. And to realize this operation process, the release block (L22) has a slope corresponding to the shape of the actuator (L21b) and has a slope whose upper end is in contact with the lower end of the actuator (L21b).

그 다음으로 상기 잠금수단은 상기 버튼블록(L21)의 누름에 의해 로킹부와 잠금부의 결합을 해제하는 해제부를 포함하는데, 이러한 해제부는 전술한 액추에이터(L21b)와 해제블록(L22)을 포함하며, 후술하겠지만 버튼블록(L21)의 하강에 의해 해제블록(L22)이 일 측으로 이동하게 되면서 결합 상태가 해제될 수 있는 것이다.Next, the locking means includes a release part for releasing the coupling of the locking part and the locking part by pressing the button block (L21), and this release part includes the actuator (L21b) and the release block (L22) described above, As will be described later, as the release block L22 moves to one side by the descent of the button block L21, the coupled state may be released.

그리고 잠금수단의 해제부는 상기 해제블록(L22)이 이동하는 가동면의 상부로 일부 노출되게 구비된 푸시블록(L25)을 포함하는데, 여기서의 가동면은 베이스 상단(L20c)과 베이스 하단(L20b)의 경계면을 의미한다. 그리고 푸시블록(L25)은 버튼블록(L21)의 하강에 의해 해제블록(L22)이 일 측으로 이동하였을 때 가동면의 상부로 노출되며, 상기 버튼블록(L21)의 상승에 의해 해제블록(L22)이 다시 타 측으로 이동하였을 때 가동면의 내부에 내장된다. 그리고 이러한 해제블록(L22)이 가동면 상에서 푸시블록(L25)에 의해 이동되기 위해서는 일단의 외측에 결합되는 스프링 등을 포함하는 복귀수단이 구비되어야 하고, 도 7에 도시된 바와 같이, 해제블록(L22)의 일단 외면에 구비되는 복귀수단으로써 제1스프링(L24)이 구비된다.And the unlocking unit of the locking means includes a push block (L25) provided to be partially exposed to the upper portion of the movable surface on which the release block (L22) moves, wherein the movable surface is the base upper end (L20c) and the base lower end (L20b). means the boundary of And the push block (L25) is exposed to the upper part of the movable surface when the release block (L22) is moved to one side by the descent of the button block (L21), and the release block (L22) by the rise of the button block (L21) When this is moved to the other side again, it is built into the inside of the movable surface. And in order for the release block (L22) to be moved by the push block (L25) on the movable surface, a return means including a spring coupled to the outside of one end must be provided, and as shown in FIG. 7, the release block ( A first spring (L24) is provided as a return means provided on the outer surface of one end of the L22).

그 다음으로 잠금수단은, 상기 베이스의 타단에 구비되고, 후술할 로킹부와, 결합되는 잠금부를 포함하는데, 상기 잠금부는 일단 측의 상단이 상기 푸시블록(L25)의 하단에 접촉하고, 상기 푸시블록(L25)의 하강에 의해 타단 측으로 이동할 수 있는 잠금핀(L26)을 포함한다. 이러한 잠금핀(L26)의 일단은 일 측으로 갈수록 하향 경사를 가지고 있어, 전술한 바와 같이 상기 푸시블록(L25)의 하강에 의해 타 측으로 이동할 수 있게 되는데, 이렇게 타 측으로 이동하여 후술할 진입홈(L11)에 삽입될 수 있는 것이다.(물론 이 경우에는 버튼블록(L21)은 상부로 상승하고, 이에 해제블록(L22)이 타 측으로 이동하는 결합과정의 상황이다.) 그리고 이러한 잠금핀(L26)의 타 측에 내장되어 상기 잠금핀(L26)의 측면으로 돌출되는 로킹핀(L261)을 포함하는데, 이러한 로킹핀(L261)은 후술할 로킹홈(L111)에 삽입됨으로써 로킹부와 잠금부가 결합될 수 있게 된다. 그리고 여기서의 측면이란 도 7을 뚫고 나오는 방향을 의미하며, 후술할 타 측면은 도 7을 뚫고 들어가는 방향을 의미한다.Next, the locking means is provided at the other end of the base, and includes a locking part to be described later and a locking part coupled thereto. The locking part has an upper end in contact with the lower end of the push block L25, and the push It includes a locking pin (L26) that can move to the other end side by the descent of the block (L25). One end of the locking pin (L26) has a downward slope toward one side, and as described above, it can be moved to the other side by the descent of the push block (L25). ). (Of course, in this case, the button block L21 rises upward, and the release block L22 moves to the other side.) It includes a locking pin (L261) built into the other side and protruding to the side of the locking pin (L26). This locking pin (L261) is inserted into a locking groove (L111) to be described later so that the locking part and the locking part can be coupled. there will be In addition, the side surface here means a direction that penetrates through FIG. 7, and the other side, which will be described later, refers to a direction that penetrates through FIG. 7 .

그리고 이러한 잠금핀(L26)의 일단 외면에는 스프링 등을 포함하는 복귀수단이 구비되어 있어, 상기 푸시블록(L25)이 다시 상승하게 되었을 때, 원위치로 복귀됨으로써 결합상태가 해제될 수 있다. 그리고 이러한 해제 과정에서 제일 먼저 상기한 로킹핀(L261)이 로킹홈(L111)으로부터 빠져나갈 수 있어야 하는데, 이는 잠금핀(L26)의 일 측 외면에 결합된 스프링의 탄성력이 상기 로킹핀(L261)의 타 측면의 외면에 결합된 스프링의 탄성력보다 강하게 구비됨으로써 실현된다. 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 잠금핀(L26)의 일단 외면에 구비되는 복귀수단으로써 제2스프링(L262)이 구비되고, 상기 로킹핀(L261)의 타 측면 내면에 구비되는 복귀수단으로써 제3스프링(L263)이 구비된다.And one end of the lock pin (L26) is provided with a return means including a spring on the outer surface, when the push block (L25) rises again, by returning to the original position, the coupling state can be released. And in this release process, first of all, the locking pin L261 should be able to escape from the locking groove L111. This is because the elastic force of the spring coupled to one side of the locking pin L26 is the locking pin L261. It is realized by providing stronger than the elastic force of the spring coupled to the outer surface of the other side of the. And, as shown in FIG. 7 , a second spring L262 is provided as a return means provided on one end of the outer surface of the locking pin L26, and as a return means provided on the inner surface of the other side of the locking pin L261. A third spring L263 is provided.

따라서 결합 상태를 해제하고 싶은 경우에 사용자가 버튼부(L21a)를 누르고 있으면 버튼블록(L21)이 하강하면서 해제블록(L22)이 일 측으로 이동하고, 해제블록(L22)이 일 측으로 이동함에 따라 베이스 하단(L20b)에 내장되어 있던 푸시블록(L25)이 상승하면서 로킹핀(L26)이 로킹홈(L111)을 빠져나옴과 동시에 잠금핀(L26)이 진입홉(L11)을 빠져나오게 되면서 결합이 해제될 수 있는 것이다. 또한 결합 상태를 만들기 위해서는, 사용자가 버튼부(L21a)를 누르고 있는 상태에서 측부 덮개(L10a)를 베이스에 접촉시킨 후 누르고 있던 버튼부(L21a)를 떼면 되는데, 물론 이 경우에는 해제되는 경우와 각 구성들이 반대로 이동되면서 실현된다.Therefore, when the user wants to release the coupled state, if the user presses the button portion (L21a), the button block (L21) descends while the release block (L22) moves to one side, and as the release block (L22) moves to one side, the base As the push block (L25) built into the lower end (L20b) rises, the locking pin (L26) exits the locking groove (L111) and at the same time the locking pin (L26) exits the entry hop (L11), the coupling is released it can be In addition, in order to create a coupled state, the user has to contact the side cover L10a to the base while pressing the button part L21a and then release the pressed button part L21a. Of course, in this case, It is realized by moving the components in the opposite direction.

그 다음으로 제1하우징(L1)은 전술한 바와 같이, 일단에 결착공을 구비한 상부 덮개(L10b)를 포함하는데, 상기 결착공에 상기한 버튼블록(L21)이 삽입될 수 있게 된다.Next, as described above, the first housing L1 includes an upper cover L10b having a fastening hole at one end, and the button block L21 can be inserted into the fastening hole.

그리고 상기 제1하우징(L1)은 상기 상부 덮개(L10b)의 타단에서 하측으로 회동 가능하게 연결되는 측부 덮개(L10a)를 포함하는데, 이러한 측부 덮개(L10a)가 회동 가능하게 연결되기 위해서는 자명하게도, 상부 덮개(L10b)의 타단에 구비되는 회동수단과 회동 결합되어야 한다. 그리고 이러한 회동수단에 대해서는 특정 실시예에 한정될 필요는 없고, 회동 결합을 제공할 수 있는 어떠한 구성이 사용되어도 무방하다.And the first housing (L1) includes a side cover (L10a) that is rotatably connected to the lower side from the other end of the upper cover (L10b). It should be pivotally coupled to a pivoting means provided at the other end of the upper cover (L10b). And for such a rotation means, it is not necessary to be limited to a specific embodiment, and any configuration capable of providing rotation coupling may be used.

그 다음으로 상기 측부 덮개(L10a)는 하단에 로킹부를 포함하는데, 전술하였듯이 상기 로킹부는 잠금부의 잠금핀(L26)이 삽입될 수 있도록 타 측으로 개구된 진입홈(L11) 및 상기한 로킹핀(L261)이 삽입될 수 있도록 상기 진입홈(L11)의 내부 측면에 형성된 로킹홈(L111)을 포함한다. 그리고 자명하게도 이러한 진입홈(L11)과 로킹홈(L111)은 각각 상기 잠금핀(L26)과 로킹핀(L261)의 형상에 상응하는 형상을 가져 전술한 바와 같이, 로킹부와 잠금부가 결합/해제될 수 있는 것이다.Next, the side cover (L10a) includes a locking part at the lower end. As described above, the locking part has an entry groove (L11) opened to the other side so that the lock pin (L26) of the lock part can be inserted and the locking pin (L261). ) includes a locking groove (L111) formed on the inner side of the entry groove (L11) to be inserted. And obviously, these entry grooves (L11) and locking grooves (L111) have a shape corresponding to the shape of the locking pin (L26) and the locking pin (L261), respectively, and as described above, the locking part and the locking part are engaged/unlocked. it can be

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above with reference to the accompanying drawings is capable of various modifications and changes by those skilled in the art, and such modifications and changes should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 압전체 기판 20: 고분자 수지
30: 중공구체 40: 전극
S1: 설치 단계 S2: 표적 감지 단계
S3: 신호 처리 단계 S4: 디스플레이 단계
10: piezoelectric substrate 20: polymer resin
30: hollow sphere 40: electrode
S1: Installation phase S2: Target detection phase
S3: signal processing stage S4: display stage

Claims (4)

음향 신호를 송신하는 송신 센서 및 반사 신호를 수신하는 수신 센서를 포함하되, 단결정 소재로 구성되는 수중 센서;
상기 수신 센서로부터 수신한 신호를 다채널의 신호 처리를 수행하고, 상기 수중 센서와 수중케이블로 연결되는 운용자 콘솔;
상기 운용자 콘솔로부터 데이터를 수신하여 3차원 이미지를 디스플레이하는 디스플레이파트를 포함하는 이미지 제어부; 및
상기 운용자 콘솔의 명령을 받아 상기 수중 센서의 모션을 조정하는 모션조정부;
를 포함하는 3차원 휴대용 다이버 탐지소나.
An underwater sensor comprising a transmitting sensor for transmitting an acoustic signal and a receiving sensor for receiving a reflected signal, made of a single crystal material;
an operator console that performs multi-channel signal processing on the signal received from the receiving sensor, and is connected to the underwater sensor with an underwater cable;
an image controller including a display part for receiving data from the operator console and displaying a three-dimensional image; and
a motion control unit receiving a command from the operator console and adjusting the motion of the underwater sensor;
A three-dimensional portable diver detection station comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 단결정 소재는 PMN-PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3) 및 PIN-PMN-PT(Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 휴대용 다이버 탐지소나.
The method according to claim 1,
The single crystal material is PMN-PT(Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ) and PIN-PMN-PT(Pb(In 1/2 Nb 1/2 )O 3 -Pb(Mg 1 ) /3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 ) A three-dimensional portable diver detection station comprising a.
청구항 1에 기재된 3차원 휴대용 다이버 탐지소나를 이용하여 항만감시를 하는 항만감시 방법에 있어서,
상기 운용자 콘솔을 방파제에 설치하고, 상기 수중 센서 및 상기 모션조정장비는 항만에 설치하는 설치 단계;
상기 수중 센서가 표적을 감지하는 표적 감지 단계;
감지된 신호를 다채널 신호 처리하는 신호 처리 단계; 및
다채널 신호 처리된 신호를 3차원 이미지로 변환하여 디스플레이하는 디스플레이 단계;
를 포함하는 3차원 휴대용 다이버 탐지소나를 이용하여 항만감시를 하는 항만감시 방법.
In the harbor monitoring method of harbor monitoring using the three-dimensional portable diver detection sonar according to claim 1,
An installation step of installing the operator console on the breakwater, and installing the underwater sensor and the motion control equipment in a harbor;
a target detection step in which the underwater sensor detects a target;
a signal processing step of multi-channel signal processing on the sensed signal; and
a display step of converting the multi-channel signal-processed signal into a three-dimensional image and displaying the converted signal;
A harbor monitoring method for harbor monitoring using a three-dimensional portable diver detection sonar comprising a.
청구항 1에 있어서,
상기 운용자 콘솔을 내장하는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징은,
일단에 결착공을 구비한 상부 덮개와, 상기 상부 덮개의 타단에서 하측으로 회동 가능하게 연결되고 하단에 로킹부를 포함하는 측부 덮개를 포함하는 제1하우징,
하부의 베이스 및 상기 베이스의 일단에서 상측으로 연결된 측벽을 포함하는 제2하우징, 및
상기 제2하우징에 내장되고, 상기 측벽의 상부로 노출되어 상기 결착공에 삽입되는 버튼블록과, 상기 베이스의 타단에 구비되고 상기 로킹부와 결합되는 잠금부와, 상기 버튼블록의 누름에 의해 상기 로킹부와 상기 잠금부의 결합을 해제하는 해제부를 포함하는 잠금수단을 포함하고,
상기 로킹부는 상기 일 측으로 개구된 진입홈 및 상기 진입홈의 내부 측면에 형성된 로킹홈을 포함하고,
상기 잠금부는 상기 해제부에 의해 이동되어 상기 진입홈에 삽입되는 잠금핀 및 상기 잠금핀에 내장되어 상기 잠금핀의 측면으로 돌출되어 상기 로킹홈에 삽입되는 로킹핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 휴대용 다이버 탐지소나.
The method according to claim 1,
Further comprising a housing in which the operator console is built,
The housing is
A first housing including an upper cover having a binding hole at one end, and a side cover rotatably connected to a lower side from the other end of the upper cover and including a locking part at the lower end;
a second housing including a lower base and a side wall connected upwardly from one end of the base; and
A button block embedded in the second housing and exposed to the upper portion of the side wall and inserted into the binding hole, a locking part provided at the other end of the base and coupled to the locking part, and the button block by pressing the button block a locking means including a locking part and a releasing part for releasing the coupling of the locking part;
The locking unit includes an entry groove opened to one side and a locking groove formed on an inner side surface of the entry groove,
wherein the locking part comprises a locking pin moved by the release part and inserted into the entry groove, and a locking pin embedded in the locking pin, protruding from the side of the locking pin, and inserted into the locking groove. A portable diver's beacon.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004317355A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Kowa Kk Portable sonar
KR100915058B1 (en) * 2007-08-03 2009-09-02 권명주 Magnetic-piezoelectric combine sensor using piezoelectric single crystal
KR100979286B1 (en) * 2009-12-07 2010-08-31 엘아이지넥스원 주식회사 Apparatus and method for detecting distance and orientation between objects under water
US20120016243A1 (en) * 2009-02-27 2012-01-19 Dalhousie University High-frequency ultrasound imaging system
US20140071789A1 (en) * 2003-11-26 2014-03-13 Michael Brodsky Modular portable ultrasound systems
KR20160022091A (en) * 2014-08-19 2016-02-29 엘아이지넥스원 주식회사 Operating condition check system and method for underwater vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004317355A (en) * 2003-04-17 2004-11-11 Kowa Kk Portable sonar
US20140071789A1 (en) * 2003-11-26 2014-03-13 Michael Brodsky Modular portable ultrasound systems
KR100915058B1 (en) * 2007-08-03 2009-09-02 권명주 Magnetic-piezoelectric combine sensor using piezoelectric single crystal
US20120016243A1 (en) * 2009-02-27 2012-01-19 Dalhousie University High-frequency ultrasound imaging system
KR100979286B1 (en) * 2009-12-07 2010-08-31 엘아이지넥스원 주식회사 Apparatus and method for detecting distance and orientation between objects under water
KR20160022091A (en) * 2014-08-19 2016-02-29 엘아이지넥스원 주식회사 Operating condition check system and method for underwater vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Yegingil, Hakki. FOR NEXT GENERATION UNDERWATER SONAR TRANSDUCERS WITH HIGHER SENSITIVITY AND BROADER BANDWIDTH. 2018. <URL: http://www.ctscorp.com/>* *

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