간섭계 소나(Interferometric Sonar)

1. 간섭계 소나(Interferometric Sonar)

간섭계 소나는 소나 시스템의 한 유형으로, 해저 지형을 높은 해상도로 이미지화하는 데 사용됩니다. 이 소나 시스템은 하나의 음파를 다중 수신하여 빔이 만나는 상호 간섭을 원리를 이용하여 해저 지형의 세부 정보를 측정합니다.

 

 

1) 간섭계 소나 원리

간섭계 소나는 음파의 상호 간섭을 이용하여 해저 지형을 측정하고 매핑하는데, 이는 두 빔이 만나는 지점에서 발생하는 위상 변화를 통해 이루어집니다.

 

① 음파 생성 및 빔 방향 설정:

• 시스템은 음파를 생성하고, 이를 다수의 빔으로 나누어 서로 다른 방향으로 방출합니다.

② 음파의 수신 및 간섭:

• 음파는 해저 지형과 상호 작용하고 다시 수신되어 옵니다. 서로 다른 빔이 만나면 간섭이 발생합니다.

③ 간섭 지점에서의 위상 변화:

• 간섭이 발생한 지점에서 음파의 위상이 변화하게 됩니다. 이 위상 변화는 두 빔이 만난 위치의 특성을 나타냅니다.

④ 위상 측정 및 해저 지형 파악:

• 소나는 이 위상 변화를 측정하여 두 빔이 만난 지점의 방향과 거리를 계산합니다. 이를 통해 지형의 특징을 정확하게 파악할 수 있습니다.

⑤ 해수면 보정:

• 위상 측정에서는 해수면과의 상호 작용을 고려해야 합니다. 해수면과의 상호 작용을 보정하여 정확한 지형 정보를 얻을 수 있도록 합니다.

 

2) 간섭계 소나 장점

고해상도 매핑	간섭계 소나는 음파의 상호 간섭을 이용하여 해저 지형을 고해상도로 매핑하여 지형정보 생성
높은 정확성	상호 간섭을 통한 위상 측정은 정확한 거리를 제공하므로, 정밀한 지형 모델링이 가능
심층 해수에서도 활용 가능	다른 소나 기술과 비교하여 상대적으로 깊은 해수에서도 효과적으로 운영 가능

 

3) 간섭계 소나 단점

해수면 상태의 영향	해수면의 상태 변화가 위상 측정에 영향을 미칠 수 있습니다. 파도나 탁한 물 등의 환경 변화는 정확도를 낮아짐
비용 및 복잡성	간섭계 소나는 최신기술을 사용하므로 설치, 유지보수, 및 운영에 일정한 비용이 발생됨
각도 제한	두 빔이 정확하게 교차해야 간섭을 얻을 수 있기 때문에, 각도에 제한이 발생
실시간 처리의 어려움	속도가 높은 경우, 실시간 처리가 어려우며 다중 센서를 통해 대량의 데이터가 입력되므로 후처리 과정이 필요