중주파수 대역의 배열센서를 이용한 알루미늄 구의 산란신호 분석

Abstract

수중에서 속이 빈 탄성체 표적의 산란 신호는 비탄성체와 달리 Lamb Wave가 발생한다. 특히, 중주파수에서 Mid-Frequency Enhancement(ME)를 관찰할 수 있고, ME의 주파수에 따라 탄성 구의 재료특성과 구조특성을 추정 할 수 있다.[1][2][3] ME는 측정 방위각에 따라 주파수가 변하므로 수신 신호를 이에 맞게 보정해야 배열 이득을 얻을 수 있다.[4] 본 연구에서는 배열센서를 이용하여 알루미늄 구 또는 플라스틱 부이의 산란 신호를 관찰하였다. 근거리에 설치된 배열을 통해 방위각에 따라 달라지는 알루미늄구의 ME를 측정하였다. 실험은 수심 9m의 수조에서 수행하였고, 표적은 알루미늄 구에 물을 채웠을 때, 알루미늄 구에 공기를 채웠을 때, 플라스틱 부이에 대해 각각 수행 하였다. 그림 1은 측면에서 본 센서와 표적의 배치이다. 알루미늄 구와 플라스틱 부이의 지름은 각각 410mm, 470mm이다. 그림 2에서 송신 센서로부터 직접 들어온 신호(3ms)와 수면 반사파(6ms)사이에 표적의 표면 반사 신호(4ms)를 관찰하였고, 알루미늄 구의 경우 Lamb Wave(5ms)가 추가적으로 관찰되었다.