KR101203269B1 - 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법 - Google Patents

저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101203269B1
KR101203269B1 KR1020110119667A KR20110119667A KR101203269B1 KR 101203269 B1 KR101203269 B1 KR 101203269B1 KR 1020110119667 A KR1020110119667 A KR 1020110119667A KR 20110119667 A KR20110119667 A KR 20110119667A KR 101203269 B1 KR101203269 B1 KR 101203269B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
high frequency
low frequency
signal
underwater
low
Prior art date
Application number
KR1020110119667A
Other languages
English (en)
Inventor
김시문
변성훈
김승근
최영철
성소영
임용곤
Original Assignee
한국해양연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양연구원 filed Critical 한국해양연구원
Priority to KR1020110119667A priority Critical patent/KR101203269B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101203269B1 publication Critical patent/KR101203269B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/521—Constructional features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/56—Display arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30—Assessment of water resources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라, 보다 구체적으로는 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 선택적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법(일명, '멀티빔 소나')을 제공한다. 본 발명에 따르면 수중탐사 시 반사특성이 다른 두 가지 주파수를 함께 사용할 수 있어 수중 물체의 식별이 보다 용이한 장점이 있다. 즉, 고주파 음파의 경우 음파의 감쇠가 심하여 원거리 탐지가 어려운 단점이 존재하므로 저주파 음파와 함께 사용하여 서로간의 단점을 보완하는 것이다. 즉, 본 발명에 따르면 수중탐사 시 저주파 음파를 이용하여 원거리를 탐지함과 동시에 근거리에 대해서는 고주파 음파를 사용하여 고해상도 영상을 취득하는 것이 가능하며, 고주파 및 저주파의 영상 취득 결과를 상호 비교하는 과정을 통하여 수중 물체의 식별을 보다 용이하게 할 수 있다.

Description

저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법{dual frequency underwater acoustic camera and it's operating method for precise underwater survey}
본 발명은 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라, 보다 구체적으로는 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법(일명, '멀티빔 소나')에 관한 것이다.
일반적으로 이미징 소나(imaging sonar)라 함은 송신용 수중음향 트랜스듀서에서 음파를 생성하고 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 음파를 수신용 배열 수중음향 트랜스듀서에서 음파를 수신한 후 빔성형 처리 기법을 이용하여 수중 물체의 영상을 획득하는 장비를 말한다.
여기서 '빔성형 처리'라 함은 다수의 센서에 입력되는 신호의 시간 차이 또는 위상 차이를 이용하여 입사되는 파의 각도를 추정하는 것을 말한다. 선형 배열된 센서의 정면에서 입사되는 파의 경우 모든 센서에서 측정되는 신호가 동일하다(도 5의 a). 그러나 경사면 입사의 경우 센서에서 측정되는 신호의 시간 차이가 존재하며, 입사각이 증가할수록 그 차이도 같이 증가하게 된다(도 5의 b). 빔성형 처리는 이와 같은 특성을 이용하여 각 센서에서 측정되는 신호를 분석하여 입사각을 추정하는 방법이다.
한편, 음파는 주파수가 증가할수록 감쇠가 심하므로 수중탐사 시 원거리 탐지를 위해서는 일반적으로 저주파 음파를 사용하게 된다. 그러나 저주파 음파는 고주파 음파에 비해 상대적으로 원거리 탐지가 용이한 반면 파장이 길어 고주파 음파에 비해 해상도가 떨어지는 단점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법(일명, '멀티빔 소나')을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
저주파 송신음향트랜스듀서 및 고주파 송신음향트랜스듀서에 제공할 전기 신호를 발생시키는 신호발생기;
상기 신호발생기가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 전력증폭기;
상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키는 저주파 송신음향트랜스듀서 및 상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 고주파 송신음향트랜스듀서;
수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 저주파 수신음향트랜스듀서 및 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 고주파 수신음향트랜스듀서;
상기 저주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 저잡음증폭기;
상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 저주파 대역통과필터 및 상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 고주파 대역통과필터;
상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 시변증폭기;
상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 신호수집기;
상기 신호수집기에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 신호처리기;
상기 신호처리기가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 초음파영상전시기 및;
저주파 또는 고주파의 선택 사항에 따라 원하는 회로를 선택하여 신호를 이어주는 신호선택기;
를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라를 제공한다.
또한 본 발명은,
상기 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법으로서,
신호발생기가 저주파 송신음향트랜스듀서 및 고주파 송신음향트랜스듀서에 제공할 전기 신호를 발생시키는 단계;
전력증폭기가 상기 신호발생기가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 단계;
상기 저주파 송신음향트랜스듀서는 상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 상기 고주파 송신음향트랜스듀서는 상기 전력증폭기가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 단계;
저주파 수신음향트랜스듀서는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 단계;
저잡음증폭기가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
저주파 대역통과필터는 상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키며, 고주파 대역통과필터는 상기 저잡음증폭기가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 단계;
시변증폭기가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
신호수집기가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
신호처리기가 상기 신호수집기에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 단계 및;
초음파영상전시기가 상기 신호처리기가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 단계;
를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법을 제공한다.
한편, 본 발명에 있어서 상기 신호선택기는 저주파 및 고주파 중 어느 하나의 회로만 선택하거나 저주파 및 고주파의 모든 회로를 순차적으로 또는 동시에 선택할 수도 있다.
본 발명에 따르면 수중탐사 시 반사특성이 다른 두 가지 주파수를 함께 사용할 수 있어 수중 물체의 식별이 보다 용이한 장점이 있다. 즉, 고주파 음파의 경우 음파의 감쇠가 심하여 원거리 탐지가 어려운 단점이 존재하므로 저주파 음파와 함께 사용하여 서로간의 단점을 보완하는 것이다. 즉, 본 발명에 따르면 수중탐사 시 저주파 음파를 이용하여 원거리를 탐지함과 동시에 근거리에 대해서는 고주파 음파를 사용하여 고해상도 영상을 취득하는 것이 가능하며, 고주파 및 저주파의 영상 취득 결과를 상호 비교하는 과정을 통하여 수중 물체의 식별을 보다 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 구성 및 작용을 보여준다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 또 다른 구성 및 작용을 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 저주파 및 고주파 음파를 이용하여 동일한 수중 물체의 영상을 취득한 결과를 보여준다.
도 5는 선형 배열된 센서에 대한 정면 입사파 및 경사면 입사파의 모습을 보여준다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라
도 1은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 구성 및 작용을 보여주며, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 또 다른 구성 및 작용을 보여준다.
본 발명은 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라(일명, '멀티빔 소나')를 제공하는 것을 목적으로 하는바,
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기본적으로 신호발생기, 전력증폭기, 송신음향트랜스듀서, 수신음향트랜스듀서, 저잡음증폭기, 대역통과필터, 시변증폭기, 신호수집기, 신호처리기 및 초음파영상전시기를 포함하여 이루어진다.
여기서, 본 발명의 핵심은 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파를 함께 사용하여 취득한 저주파 및 고주파 영상 결과를 상호 비교할 수 있도록 하는 데 있는바, 이를 위하여 본 발명은 상술한 요소들 중 일부인 송신음향트랜스듀서, 수신음향트랜스듀서, 대역통과필터를 각각 저주파 음파를 위한 것과 고주파 음파를 위한 것 두 가지로 분리 구성하였다.
따라서 본 발명에 의하면 송신음향트랜스듀서는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32), 수신음향트랜스듀서는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42), 대역통과필터는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)의 두 가지로 분리 구성된다(도 1 내지 도 3).
그리고 본 발명은 이처럼 분리 구성된 저주파 또는 고주파의 선택 사항에 따라 원하는 회로를 선택하여 신호를 이어주는 역할을 하도록 신호선택기(110)를 추가하였다. 본 발명에서 신호선택기(110)는 저주파 및 고주파 중 어느 하나의 회로만 선택하거나 저주파 및 고주파의 모든 회로를 순차적으로 또는 동시에 선택할 수도 있다.
이하, 이들 각 요소의 작용에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
신호발생기(10)는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시키며, 전력증폭기(20)는 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시킨다.
저주파 송신음향트랜스듀서(31)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시킨다.
이 경우 전력증폭기(20)와 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공될 수도 있다.
따라서 본 발명에 의하면 수중탐사 시 저주파 송신음향트랜스듀서(31)로부터는 저주파 음파가, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)로부터는 고주파 음파가 순차적으로 또는 동시에 발생하여 수중 물체에 조사(照射)되며, 그 결과 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 음파 또한 저주파 음파 및 고주파 음파의 두 가지가 된다. 그리고 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파 및 고주파 음파는 후술하는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 각각 순차적으로 또는 동시에 수신하게 된다.
이 경우 저주파 음파는 상대적으로 원거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을, 고주파 음파는 상대적으로 근거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을 각각 제공하게 되므로, 결국 본 발명에 의하면 수중탐사 시 수중 물체가 존재하는 위치 및 거리에 관계없이 근거리에서 원거리에 걸쳐 균일하게 높은 해상도의 영상을 취득할 수 있게 된다.
저주파 수신음향트랜스듀서(41)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시킨다.
저잡음증폭기(50)는 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하게 된다.
이 경우 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 저잡음증폭기(50) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 저잡음증폭기(50)로 제공될 수도 있다.
저주파 대역통과필터(61)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 일종의 회로이며, 고주파 대역통과필터(62)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 일종의 회로이다.
이 경우 저잡음증폭기(50)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공될 수도 있다.
시변증폭기(70)는 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하게 된다.
이 경우 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 시변증폭기(70) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어 있어, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 시변증폭기(70)로 제공될 수도 있다.
한편, 상술한 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)는 본 발명의 작용순서 상 시변증폭기(70)의 이전(도 1) 또는 이후(도 2)에 작용하도록 설치되지만, 경우에 따라서는 본 발명의 효율을 높이기 위하여 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치될 수도 있다(도 3).
신호수집기(80)는 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)가 시변증폭기(70)의 이후에 작용하도록 설치되거나(도 2) 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치되는 경우(도 3)에는, 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는바, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 신호수집기(80)로 제공될 수도 있다.
또한 이 경우(도 2, 도 3)에는, 시변증폭기(70)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 역시 설치되므로, 그 선택 여부에 따라 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공될 수도 있다.
신호처리기(90)는 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하며, 초음파영상전시기(100)는 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시한다.
저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법
이하에서는 상술한 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라가 작동하는 방법에 대하여 단계별로 나누어 상세하게 설명한다.
1 단계: 신호발생기(10)가 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시킨다.
2 단계: 전력증폭기(20)가 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시킨다.
3 단계: 저주파 송신음향트랜스듀서(31)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)는 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시킨다.
이 경우 전력증폭기(20)와 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공된다.
따라서 본 발명에 의하면 수중탐사 시 저주파 송신음향트랜스듀서(31)로부터는 저주파 음파가, 고주파 송신음향트랜스듀서(32)로부터는 고주파 음파가 순차적으로 또는 동시에 발생하여 수중 물체에 조사(照射)되며, 그 결과 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 음파 또한 저주파 음파 및 고주파 음파의 두 가지가 된다. 그리고 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파 및 고주파 음파는 후술하는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 각각 순차적으로 또는 동시에 수신하게 된다.
이 경우 저주파 음파는 상대적으로 원거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을, 고주파 음파는 상대적으로 근거리에 존재하는 수중 물체의 보다 높은 해상도의 영상을 각각 제공하게 되므로, 결국 본 발명에 의하면 수중탐사 시 수중 물체가 존재하는 위치 및 거리에 관계없이 근거리에서 원거리에 걸쳐 균일하게 높은 해상도의 영상을 취득할 수 있게 된다.
4 단계: 저주파 수신음향트랜스듀서(41)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시킨다.
5 단계: 저잡음증폭기(50)가 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행한다.
이 경우 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 저잡음증폭기(50) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 저잡음증폭기(50)로 제공된다.
6 단계: 저주파 대역통과필터(61)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키며, 고주파 대역통과필터(62)는 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시킨다.
이 경우 저잡음증폭기(50)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공된다.
7 단계: 시변증폭기(70)가 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행한다.
이 경우 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 시변증폭기(70) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되어, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 시변증폭기(70)로 제공된다.
한편, 상술한 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)는 본 발명의 작용순서 상 시변증폭기(70)의 작용 이전(도 1) 또는 이후(도 2)에 작용하면 되지만, 경우에 따라서는 본 발명의 효율을 높이기 위하여 시변증폭기(70)의 작용 이전 및 이후에 각각 중복적으로 작용할 수도 있다(도 3).
즉, 본 발명의 경우 상기 6 단계 및 상기 7 단계는 상술한 바와 같이 '6 단계 → 7 단계'의 순서로 작용할 수도 있으나(도 1), '7 단계 → 6 단계'의 순서로 작용할 수도 있으며(도 2), 경우에 따라서는 '6 단계 → 7 단계 → 6 단계'의 순서로 작용할 수도 있는 것이다(도 3).
8 단계: 신호수집기(80)가 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 아니면 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행한다.
한편, 상술한 바와 같이 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)가 시변증폭기(70)의 이후에 작용하도록 설치되거나(도 2) 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치되는 경우(도 3)에는, 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)와 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는바, 그 선택 여부에 따라 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 신호수집기(80)로 제공된다.
또한 이 경우(도 2, 도 3)에는, 시변증폭기(70)와 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 역시 설치되므로, 그 선택 여부에 따라 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 저주파 대역통과필터(61) 및 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공된다.
9 단계: 신호처리기(90)가 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행한다.
10 단계: 초음파영상전시기(100)가 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시한다.
본 발명의 실시 예
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 고주파 및 저주파 음파를 이용하여 동일한 수중 물체의 영상을 취득한 결과를 보여준다.
도 4에서 보는 바와 같이 본 발명의 초음파영상전시기(100)는 동일한 수중 물체의 초음파 영상을 각각 전시하게 되는데, 이 중 (a)는 수중 물체의 저주파 영상이며 (b)는 수중 물체의 고주파 영상에 해당한다.
도 4에서 보면 거리 약 12m, 각도 약 5도에 있는 표적의 영상을 비교하였을 때 고주파(b)에서 더 선명하게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 거리가 약 12m 정도이면 근거리에 해당하기 때문이다. 하지만 만약 수중 물체가 원거리에 위치하는 것이었다면 표적의 영상은 저주파에서 오히려 더 선명하게 나타났을 것이다.
이처럼 본 발명에 따르면 수중탐사 시 반사특성이 다른 두 가지 주파수를 함께 사용하므로 수중 물체의 식별이 보다 용이한 장점이 있다. 즉, 고주파 음파의 경우 음파의 감쇠가 심하여 원거리 탐지가 어려운 단점이 존재하므로 저주파 음파와 함께 사용하여 서로간의 단점을 보완하는 것이다.
즉, 본 발명에 따르면 수중탐사 시 저주파 음파를 이용하여 원거리를 탐지함과 동시에 근거리에 대해서는 고주파 음파를 사용하여 고해상도 영상을 취득하는 것이 가능하며, 고주파 및 저주파의 영상 취득 결과를 상호 비교(도 4)하는 과정을 통하여 수중 물체의 식별을 보다 용이하게 할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 신호발생기
20 : 전력증폭기
31 : 저주파 송신음향트랜스듀서 32 : 고주파 송신음향트랜스듀서
41 : 저주파 수신음향트랜스듀서 42 : 고주파 수신음향트랜스듀서
50 : 저잡음증폭기
61 : 저주파 대역통과필터 62 : 고주파 대역통과필터
70 : 시변증폭기
80 : 신호수집기
90 : 신호처리기
100 : 초음파영상전시기
110 : 신호선택기

Claims (41)

  1. 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라로서,
    저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시키는 신호발생기(10);
    상기 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 전력증폭기(20);
    상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키는 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 고주파 송신음향트랜스듀서(32);
    수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 고주파 수신음향트랜스듀서(42);
    상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 저잡음증폭기(50);
    상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 고주파 대역통과필터(62);
    상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 시변증폭기(70);
    상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 신호수집기(80);
    상기 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 신호처리기(90);
    상기 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 초음파영상전시기(100) 및;
    저주파 또는 고주파의 선택 사항에 따라 원하는 회로를 선택하여 신호를 이어주는 신호선택기(110);
    를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 이전에 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 이후에 작용하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 이전 및 이후에 각각 작용하도록 중복 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력증폭기(20)와 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 상기 저잡음증폭기(50) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 저잡음증폭기(50)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 시변증폭기(70) 사이에는 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 시변증폭기(70)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  15. 제 3 항에 있어서,
    상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  17. 제 4 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  19. 제 4 항에 있어서,
    상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 상기 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)는 저주파 및 고주파 중 어느 하나의 회로만 선택하거나 저주파 및 고주파의 모든 회로를 순차적으로 또는 동시에 선택하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라.
  22. 수중탐사 시 저주파 및 고주파 음파의 각각의 단점을 보완하고 장점을 살리기 위하여 이들 두 가지 주파수를 함께 사용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법으로서,
    신호발생기(10)가 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 고주파 송신음향트랜스듀서(32)에 제공할 전기 신호를 발생시키는 단계;
    전력증폭기(20)가 상기 신호발생기(10)가 제공하는 전기 신호의 전력을 증폭시키는 단계;
    상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31)는 상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 저주파 음파를 발생시키며, 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32)는 상기 전력증폭기(20)가 제공하는 증폭된 전기 신호를 이용하여 고주파 음파를 발생시키는 단계;
    저주파 수신음향트랜스듀서(41)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 저주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키며, 고주파 수신음향트랜스듀서(42)는 수중 물체에 의해서 반사되어 오는 고주파 음파를 수신하여 전기 신호를 발생시키는 단계;
    저잡음증폭기(50)가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)가 수신한 저주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)가 수신한 고주파 음파의 잡음을 최소화하여 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 미약한 전기 신호를 증폭시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
    저주파 대역통과필터(61)는 상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 저주파수 영역만을 선택하여 여과시키며, 고주파 대역통과필터(62)는 상기 저잡음증폭기(50)가 제공하는 전기 신호 중 고주파수 영역만을 선택하여 여과시키는 단계;
    시변증폭기(70)가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 저주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 고주파 신호 중 근거리 신호는 증폭비를 작게 하고 원거리 신호는 증폭비를 크게 하기 위하여 시간에 따라 증폭비를 변화시키거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
    신호수집기(80)가 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)의 전기 신호를 샘플링하여 처리 가능한 데이터를 형성하거나, 또는 이들 두 가지 작용을 순차적으로 또는 동시에 수행하는 단계;
    신호처리기(90)가 상기 신호수집기(80)에 의하여 수집된 데이터를 이용하여 빔성형 처리를 수행하는 단계 및;
    초음파영상전시기(100)가 상기 신호처리기(90)가 제공한 빔성형 데이터를 이용하여 초음파 영상을 전시하는 단계;
    를 포함하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 작용 이전에 작용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 작용 이후에 작용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)는 상기 시변증폭기(70)의 작용 이전 및 이후에 중복적으로 작용하는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 전력증폭기(20)와 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 전력증폭기(20)를 통과한 증폭된 전기 신호는 상기 저주파 송신음향트랜스듀서(31) 및 상기 고주파 송신음향트랜스듀서(32) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  28. 제 22 항에 있어서,
    상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)와 상기 저잡음증폭기(50) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 수신음향트랜스듀서(41) 및 상기 고주파 수신음향트랜스듀서(42)에서 발생한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 저잡음증폭기(50)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  30. 제 22 항에 있어서,
    상기 저잡음증폭기(50)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저잡음증폭기(50)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  32. 제 22 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 시변증폭기(70) 사이에는 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 시변증폭기(70)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 시변증폭기(70)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  34. 제 24 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  36. 제 24 항에 있어서,
    상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  38. 제 25 항에 있어서,
    상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)와 상기 신호수집기(80) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62)를 통과한 전기 신호는 어느 한쪽만이 상기 신호수집기(80)로 제공되거나 아니면 양쪽이 순차적으로 또는 동시에 상기 신호수집기(80)로 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  40. 제 25 항에 있어서,
    상기 시변증폭기(70)와 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 사이에 신호선택기(110)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 신호선택기(110)의 선택 여부에 따라 상기 시변증폭기(70)를 통과한 전기 신호는 상기 저주파 대역통과필터(61) 및 상기 고주파 대역통과필터(62) 중 어느 한쪽으로만 제공되거나 아니면 양쪽에 대하여 순차적으로 또는 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라의 작동방법.
KR1020110119667A 2011-11-16 2011-11-16 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법 KR101203269B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110119667A KR101203269B1 (ko) 2011-11-16 2011-11-16 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110119667A KR101203269B1 (ko) 2011-11-16 2011-11-16 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101203269B1 true KR101203269B1 (ko) 2012-11-21

Family

ID=47565072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110119667A KR101203269B1 (ko) 2011-11-16 2011-11-16 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101203269B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106124040A (zh) * 2016-05-18 2016-11-16 萨姆株式会社 噪声源可视化数据累积显示方法、数据处理装置及声学照相机***
KR101878435B1 (ko) * 2017-12-11 2018-07-13 한국생산기술연구원 가변주파수 방식 스캐닝 소나를 이용한 양식장 수중 모니터링 시스템과 그 방법
KR101952290B1 (ko) 2017-09-11 2019-02-27 포항공과대학교 산학협력단 다중 빔 초음파 카메라를 이용한 3차원 공간데이터 획득방법
KR101977765B1 (ko) * 2017-11-20 2019-05-14 지마텍 주식회사 해저지층의 탐사를 위한 고주파 및 저주파 탄성파 자료 융합 장치 및 방법
CN111308474A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 自然资源部第二海洋研究所 拖曳式深海海底浅层结构声学探测***及方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106124040A (zh) * 2016-05-18 2016-11-16 萨姆株式会社 噪声源可视化数据累积显示方法、数据处理装置及声学照相机***
CN106124040B (zh) * 2016-05-18 2020-11-13 萨姆株式会社 噪声源可视化数据累积显示方法、数据处理装置及声学照相机***
KR101952290B1 (ko) 2017-09-11 2019-02-27 포항공과대학교 산학협력단 다중 빔 초음파 카메라를 이용한 3차원 공간데이터 획득방법
KR101977765B1 (ko) * 2017-11-20 2019-05-14 지마텍 주식회사 해저지층의 탐사를 위한 고주파 및 저주파 탄성파 자료 융합 장치 및 방법
KR101878435B1 (ko) * 2017-12-11 2018-07-13 한국생산기술연구원 가변주파수 방식 스캐닝 소나를 이용한 양식장 수중 모니터링 시스템과 그 방법
CN111308474A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 自然资源部第二海洋研究所 拖曳式深海海底浅层结构声学探测***及方法
CN111308474B (zh) * 2020-03-11 2021-12-21 自然资源部第二海洋研究所 拖曳式深海海底浅层结构声学探测***及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102066971B (zh) 超声装置和用于旁瓣抑制的方法
KR101203269B1 (ko) 저주파 및 고주파를 선택적으로 운용하는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법
CN106404911B (zh) 用于板状结构检测的真时延单模态Lamb波相控阵***
CN109212032B (zh) 基于改进多次反射全聚焦成像算法的界面型缺陷检测方法
KR20080039446A (ko) 실시간 공간 합성을 이용하는 흐름 영상처리를 위한 초음파영상처리 시스템 및 방법
US20060058667A1 (en) Integrated circuit for an ultrasound system
CN102057297B (zh) 使用超声波的图像形成方法和像差校正方法
JP2014512243A (ja) 合成開口逐次ビーム形成による高調波超音波画像処理
CN111208522A (zh) 岸基高频多波束图像声纳***
KR101282489B1 (ko) 두 개의 운용 주파수를 갖는 정밀수중탐사용 수중초음파카메라 및 그 작동방법
RU2225991C2 (ru) Навигационная гидроакустическая станция освещения ближней обстановки
KR100962419B1 (ko) 다배열 지하레이더를 이용한 3차원 시뮬레이션 시스템 및그 지하정보 영상구현방법
KR100388407B1 (ko) 표시 장치의 화소에 대응하는 복셀에서 수신 집속하는 3차원 초음파 영상 시스템
CN113093107A (zh) 水声信号采集传输***和方法
KR101627821B1 (ko) 가상음원 기반 초음파 집속방법 및 이를 이용한 초음파 장치
JP6381979B2 (ja) 超音波診断装置及び制御プログラム
RU20389U1 (ru) Гидролокатор обнаружения и классификации надводных и подводных целей для надводных кораблей
KR101142671B1 (ko) 이차원의 엇갈림 구조로 배열된 수신 음향트랜스듀서를 갖는 이미징 소나
JP5241295B2 (ja) 水中画像撮像装置および埋没物体識別用水中画像撮像装置
CN115825968B (zh) 一种侧扫图像生成方法、***和侧扫声呐装置
KR102120466B1 (ko) 위상배열 초음파 검사 장치
JP2014132220A (ja) 計量魚群探知機
KR200184719Y1 (ko) 수중 감지 장치
JPH11264873A (ja) 物体計測装置
JP7012521B2 (ja) 地中レーダー装置及び地中レーダー装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160928

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170927

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee