이동하는 다중표적의 정합장처리

Abstract

고소음의 간섭표적과 저소음의 표적이 존재하는 천해환경에서 다중표적의 분리탐지 성능을 향상시키기 위하여 두 가지의 정합장처리 기법을 제안하고 설명하였다.

첫 번째로, 여러 개의 구속조건을 동시에 줄 수 있는 MCM 기법의 성질을 이용하여 인접한 간섭표적의 영향을 줄이는 시도를 하였다. MCM 기법을 이용하면 조향위치 이외의 구속조건을 추가로 지정하여 간섭표적의 부엽을 효과적으로 필터링할 수 있다. 이를 위하여 다중 구속조건에 조향위치의 위치 벡터와 간섭표적의 위치벡터를 포함시킨 NDC를 이용한다. NDC 구속행렬은 각각의 신호단편에 포함된 간섭 부공간을 추정하여 제거하는 필터 역할을 할 수 있다. NDC는 고소음의 빠른 표적에 의해 잠식된 DOF를 복원시킴으로서 결과적으로 DOF가 증가되어 인접한 저소음 표적의 분리탐지가 가능하게 된다. 간섭 부공간에 대한 NDC를 추정하기 위하여 자유로운 위치 선택의 장점이 있는 복제음장을 이용하였다.

MCM 기법의 수치실험으로부터 표적의 신호들이 서로 상관되어 있는 경우에도 간섭표적이 잘 제거되고 표적의 분리가 가능함을 확인할 수 있다. SWellEx-96 해상실험 자료를 처리한 결과 간섭표적의 출력과 주변의 부엽들이 함께 낮아짐으로써 저소음 표적의 경로가 분리됨을 확인하였다.

두 번째로 도파관 불변성 현상을 이용하여 빠르게 움직이는 간섭표적의 속도를 보정하는 알고리즘을 설명하였다. 표적의 이동을 정확하게 추정하기 위하여 조향빔처리 기법을 제안하였다. 또한 도파관 불변성이 미약해서 일관성이 낮은 간섭형태를 갖는 도파관에 적합한 이동보상 알고리즘으로써 긴 관측시간 동안의 신호단편들로 구성한 하나의 CSDM 대신에 여러 개의 CSDM으로 나누어 짧은 시간에 대한 이동보상 후에 비상관처리 하는 시간분할 이동보상 알고리즘을 적용하였다.

이동보상 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 수치실험을 수행하고, SWellEx-96 해상실험 자료를 분석하였다. 표적의 이동을 보상한 결과 SBNR이 개선되고, 부엽이 전반적으로 낮아짐으로써 탐지성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.

The propeller for propelling a ship is installed at the stern side end of propeller shaft protruding from its stern. Therefore the propeller shaft is deflected by the propeller weight or any external force and the stern side of stern tube bearing will be loaded larger load than its bow side end. This one-side load tends to cause local contact between the shaft and bearing and causes bearing such as wear, burning, etc. of bearing metal.

In this study, to clarify the performance of the stern tube bearing, Reynolds equation under deflected condition is solved by using computer. Oil-film pressure distribution and variation of the bearing are also calculated. And the shaft declination within the stern bearing is expressed by declination curve obtained from the deflection calculations for the entire shafting system, calculated simultaneously with the stern tube bearing by ANSYS software. Oil film characteristics are obtained, based on the finite width hydrodynamic theory and solved through the convergence calculations.