적응 카디오이드 빔 형성을 이용한 좌/우 방위 분리 기법

손윤준,천승용,김기만 한국음향학회 2003 韓國音響學會誌 Vol.22 No.6

예인형 선 배열 소나는 구조적인 특성상 배열 축을 중심으로 대칭적인 빔을 형성하기 때문에 탐지된 표적에 대하여 좌/우 방위 구분에 있어 모호성을 드러낸다. 이러한 예인형 선 배열의 좌/우 구분이 모호한 문제점을 해결하기 위하여 고정형 카디오이드 빔을 적용한 방법이 사용되었다. 하지만 고정형 카디오이드 빔을 사용할 경우 약 11°이내의 영역에서 카디오이드 빔의 후면 이득에 대한 영향을 줄일 수가 없기 때문에 좌/우 분리 성능이 저하된다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 적응형 카디오이드 빔을 사용하여 후면 빔의 이득을 줄임으로써 예인형 선 배열의 성능을 향상시켰다. Single towed line array receiver contains an ambiguity on conjugate bearings because of lacking aperture in transverse direction. To solve the left/right bearing ambiguity of line array receiver this paper proposed using single line array with fixed cardioid beam. Fixed cardioid beam has problem about back beam gain exists for steering beam inherent. Back beam is makes form on direction that is different from actually source so that reduced the performance of left/right bearing discrimination. In this paper, line way with adaptive cardioid beam for resolve problem of back beam gain is proposed. So the proposed method has more improved left/right bearing discrimination than fixed cardioid beam, Simulation results show the performance of the proposed method.

선 배열에서 표적체의 방위 모호성과 분해능 향상을 위한 신호처리 기법

손윤준,천승용,김기만 한국음향학회 2003 韓國音響學會誌 Vol.22 No.6

선 배열을 이용한 빔 형성시 특정 지향 방향을 기준으로 반대 방향에 동일한 이득을 갖게 되어 수신단에서는 좌/우측 방위구분에 있어 모호성을 갖는다 이에 본 논문에서는 선 배열에 카디오이드 빔을 적용하여 좌/우측 방위 구분의 모호성을 해결하고, 아울러 어레이 합성 처리 기법을 사용하여 음원에 대한 공간적 데이터 수를 증가시키고 음원으로부터 얻은 정보를 코히어런트 합성 처리함으로써 배열 센서가 갖는 공간적인 분해능의 한계를 극복하였다. 시뮬레이션 결과에서는 좌/우측 방위 구분에 대한 성능을 어레이 합성 횟수에 따라 나타내었다. Line may receiver contains an ambiguity on conjugate bearings, because of lacking aperture in transverse direction. To solve the left/right bearing ambiguity of line-array receiver we used line-array with cardioid beam. In addition, the synthetic aperture method adopts coherent processing of sub-aperture signals at successive time intervals in the beam domain. We presented performances about division of left/right bearing ambiguity according to array synthetic number of times in this paper.

OOO급 잠수함 함교 통신 시스템 오작동 개선 연구

손윤준(Yoon-Jun Son),김규민(Kyumin Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.8

본 논문에서는 ○○○급 잠수함에서 사용하는 함교 통신 시스템에서 발생한 오작동을 분석하고 개선하였다. ○○○급 잠수함의 함교 통신 시스템은 작전 중 사용되는 주요 통신 시스템 중 하나로, 함 지휘 통제를 위해 함내 통신 시스템과 교신 설정을 최대한 신속히 수행하여야 한다. 그러나 자체 시험이나 해상시운전을 비롯한 품질보증 활동 중 함교통신 시스템이 오작동하는 경우가 지속적으로 발생하였다. 특히, 잠항 항해 및 부상 직후에 함교 통신 시스템이 빈번하게 오작동하여 임무를 수행하는데 지장을 초래하는 경우가 많았다. 따라서 본 논문에서는 함교 통신 시스템의 물리적 구조를 분석하고, 이러한 오작동을 일으킬 수 있는 원인들을 분석하여 가장 가능성이 높은 원인을 추정하였다. 그리고 이를 바탕으로 midas NFX을 이용한 시뮬레이션을 통해 장비의 구조적 개선 방안을 도출하였다. 또한, 도출한 개선 방안을 설계 변경을 통해 장비에 적용하여 시제품을 제작하였으며, 시제품에 대해 실상황과 유사한 환경 시험을 수행하여 개선된 장비 성능을 평가함으로써 함교 통신 시스템의 신뢰성을 확보하였다. This paper describes the improvement of a bridge communication system malfunctions in the ○○○ class submarine. A bridge communication system in the ○○○ class submarine is one of the main systems used during operations and has been set up with an Integrated Communication System (ICS) for command and control onboard as quickly as possible. On the other hand, there are frequent malfunctions of a bridge communication system during quality assurance activities, such as self-tests and sea trial tests. In particular, malfunctions occurred after it operated under the sea and floated to the surface. Therefore, this paper proposes a solution to improve persistent malfunctions by analyzing their causes and estimating the most probable cause. Through a simulation with Midas NFX, a method for improving the structure of the equipment was derived. The reliability of a bridge communication system was secured through environmental tests similar to real environments by making a prototype.

다중경로 신호의 도달 주파수와 시간 차를 이용한 수중음원 거리 추정 연구

손윤준(Yoon-Jun Son),손기중(Gi-Joong Son) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.2

수중에서는 공기 중에서의 신호 전달과는 달리 음파에 의해 신호가 전달된다. 또한 음파는 해수면, 해저면, 수온, 염분 등 다양하고, 복잡한 수중 환경 특성으로 인해 직접 혹은 반사 등의 간접 경로로 전달된다. 이런 복잡한 수중 환경에서 잠수함의 생존성과 적 함정으로부터 피탐 위험성의 정도를 파악하기 위해 반드시 수행하는 시험이 수중방사 소음측정 시험이다. 수중방사 소음 측정을 위한 여러 조건들 중 가장 중요한 것이 측정 센서와 잠수함과의 거리이다. 보통 수중방사 소음의 음원 준위 측정은 측정 센서와 잠수함과의 최근접 점(CPA : Closet Point of Approach) ±수 미터내에서 이루어져야 측정한 음원 준위 값을 유효한 것으로 간주한다. 이에 본 연구에서는 다중 경로 신호들의 도플러 천이 주파수 및 다른 도달 시간 차 신호를 추정하는 방법으로 수중음원에 대한 거리 추정 방법을 제시하였다. 제안한 방법의 타당성을 고찰하기 위해 수중 채널 전달 모델 기반의 모의실험을 수행하였다. Underwater, signals are transmitted by sound waves. Sound waves are transmitted through a multipath, either directly or through reflection, due to the variety of underwater environmental characteristics. In such diverse and complex underwater environments, tests must be conducted to determine the extent of the hazard from the survivability and pitfalls of submarines by measuring the underwater radiated noise. Usually, the sound source level measurement of underwater radiated noise should be made within the closest point (CPA: Closest Point of Approach) ± a few meters between the measurement sensor and the submarine. In this study, FDOA and TDOA methods were proposed to estimate the underwater source range. A simulation based on the underwater channel model confirmed the performance of the proposed method.

이온그룹이 도입된 입자를 활용한 양이온 교환막의 제조와 특성평가

윤준성,손태양,남상용 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.11

수처리 공정에 대한 관심도가 매우 높음에 따라 본 연구에서는 이온교환막에 사용되는 이온교환수지를 대신할 물질로 이온그룹을 도입한 입자를 제조하였다. 기존의 이온교환 수지보다 나노 단위의 입자가 표면적으로 증가시켜 더 높은 이온교환능이 기대된다. 양이온은 –NH3 +,-NR3 +,-PR3 +,-SR2 +등의 관능기를 그리고 음이온은 -SO3 -,-COO-,-PO3 -,-C6H4O-등의 관능기를 도입한 단분산된 나노크기의 입자를 제조하여 각각 양전하와 음전하로 높게 하전시킬 수 있다. 입자들에 대해 제타전위를 측정하고, IEC, FT-SEM 및 FR-IR을 측정하여 특성평가를 진행하였다.

전기흡착탈이온공정을 위한 향상된 이온교환능력을 가진 양/음이온 교환막 제조와 특성평가

손태양,윤준성,남상용 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.05

현재 사용되는 전기탈이온(EDI)공정은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정이다. 이 공정은 전기투석을 위한 양/음이온교환막이 사용되고 두 막 사이 에 이온교환수지로 채워서 모듈을 제작한다. 전기탈이온공정은 농축수가 강한 산성과 염기성이기 때문에 전극의 손상과 같은 문제점을 초래한다. 이러한 문제 점을 해결하기 위해서 전기흡착탈이온(EAD)공정을 사용한다. 전기흡착탈이온공 정은 반대 전하 이온을 흡착시켜 제거하고 역전을 통해서 탈착시켜 이온교환기 를 재생시키는데, 이 때 재생시간이 필요하다. 따라서, 이온교환막을 Bipolar막으 로 제조하여 해결할 수 있고, 전기탈이온공정과 공통적으로 모듈을 작게 만들기 위해서 나노사이즈의 이온교환입자를 제조하여 별도의 처리과정 없이 성능을 구현하고자하였다. 본 연구는 현재 생산되고 있는 모듈보다 높은 이온교환능력 을 가지며 바인더 역할을 할 수 있는 고무상의 고분자를 합성하고 이온교환수 지대신 이온교환능을 가진 nano particle을 이용하여 복합막을 제조하였다.

EAD 공정용 이온 교환막 제조와 특성평가

손태양,윤준성,남상용 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.11

전기탈이온(EDI) 공정은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정이다. 그리고 공정에 이용되는 모듈은 전기투석을 위한 양・음이온교환막이 있으며 두 막 사이에 이온교환수지로 채워지는 형태이다. 그리고 모듈의 성능을 결정하는 인자로는 이온교환수지의 균질한 크기 분포도가 있다. 이러한 점들을 바탕으로 현재 이온교환수지를 글라인딩하여 bipolar형태의 막으로 만든 electroadsorption- deionization(EAD) 공정 모듈이 생산되고 있다. 본 연구는 현재 생산 되고 있는 모듈보다 높은 이온교환능력을 가지며 바인더 역할을 할 수 있는 고 무상의 고분자를 합성하고 이온교환수지대신 이온교환능을 가진 nano particle을 이용하여 복합막을 제조하였다.

Preparation and characterization of ion exchange membrane with improved ion exchange capacity for Electrodeionization

손태양,윤준성,김득주,남상용 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0

현재 이온교환막공정은 수처리 공정에서 이온교환수지법을 대신하는 방법으로 각광받고 있다. 이러한 전기탈이온(Electrodeionization)공정은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정인데 전기탈이온공정에서 사용되는 모듈은 전기투석을 위한 양이온 교환막과 음이온 교환막이 있으며 그 사이에 이온교환수지를 채워져 있는 형태이다. 이 모듈은 이온교환물질의 성능을 향상시켜야 되며 EDI공정 중 수질악화의 일반적인 원인으로 작용하는 이온의 이동을 줄여야되기 때문에 물의 투과계수 또한 낮아야 한다. 또, 모듈의 성능을 결정하는 아주 중요한 인자로 이온교환능 뿐만 아니라 이온교환수지의 균질한 크기 분포도, 당량 비 또한 존재한다. 하지만, 이 모듈이 커질 수 있다는 단점이 있다. 그래서 현재 이온교환수지를 이용해서 Bipolar 형태 막을 이용하여 크기 또한 줄일 수 있는 EDI 모듈이 만들어지고 있다. 따라서, 본 연구는 현재의 모듈보다 이온교환능력이 더 높은 고분자와 이온교환수지가 아닌 더 작고 균질한 이온교환능력을 도입한 입자를 이용해서 복합막을 제조하고 다양한 특성평가가 이루어졌다.

Electro-adsorptive deionization 공정용 이온교환 물질 및 이온교환하이브리드막

손태양,윤준성,남상용 한국막학회 2017 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2017 No.05

기존에 많이 이용되고 있는 전기탈이온(EDI) 공정은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정이다. 그리고 공정에 이용되는 모듈은 전기투석을 위한 양・음이온교환막이 있으며 두 막 사이에 이온교환수지로 채워지는 형태이다. 그리고 모듈의 성능을 결정하는 인자로는 이온교환수지의 균질한 크기 분포도가 있다. 하지만 이온교환수지와 양・음이온교환막으로 인해 모듈의 크기가 커지는 단점이 있다. 이러한 점들을 바탕으로 현재 이온교환수지를 글라인딩하여 bipolar 형태의 막으로 만든 electro-adsorption deionization(EAD) 공정 모듈이 생산되고 있다. 본 연구는 현재 생산되고 있는 모듈보다 높은 이온교환능력을 가지는 이온교환고분자를 합성하고, 이온교환수지을 대신할 이온교환그룹을 가진 nano particle 제조하여 이 둘을 적절하게 조절하여 하이브리드막을 제조하였다. 그리고 제조된 하이브리드막은 전기화학적, 열적, 기계적 특성평가를 실시하였고, 그에 따른 고찰을 진행하였다.

표면이 하전된 단분산 입자의 수처리 막에 도입에 따른 수투과 특성 조사

윤준성,손태양,남상용 한국막학회 2016 한국막학회 총회 및 학술발표회 Vol.2016 No.11

본 연구에서는 최근 분리, 흡착과 같은 물리적인 수처리 공정이 중요해짐에 따라 Track-etched polycarbonate(PC) membrane이 친수성이며 균일한 기공크 기를 가지고 기계적 강도가 우수하다는 점을 이용하여 표면이 하전되어있는 입자를 포함한 콜로이드 용액의 제거능력에 대해 조사형 분리 특성을 파악하였다. 유화중합을 이용하여 각각 양전하, 음전하로 각각 하전된 균일하며 착색된 나노 입자(70 ~200nm)를 제조하고, SEM, DSC, FT-IR 및 제타 전위를 측정하여 라텍스의 특성을 파악하였다. 이후 PC membrane의 표면전하 및 기공크기와 입자의 표면전하 및 입자크기에 따른 수투과도 및 배제율을 조사하였다.