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공간상에 배열된 N개의 센서를 이용하여 수중 음원을 탐지하는 수중음원 방향성 탐지 시스템에 의해 수행되는 수중음원 방향성 탐지 방법에 있어서, 상기 N개의 센서로부터 수신되는 감지 신호를 디지털 감지 신호로 변환하고, 상기 변환된 디지털 감지 신호를 시간-주파수 분석을 통해 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계;수중음원 탐지를 위한 탐지 주파수 구간()을 선택하는 단계;상기 N개의 센서를 J개의 센서 그룹으로 그룹화하고, 컨벤셔널 빔 형성(Conventional Beamforming, CBF) 기법을 이용해 상기 J개의 센서 그룹별로 CBF값을 계산하는 단계;상기 J개의 센서 그룹의 CBF를 조합하는 그룹 빔 형성(Grouped Beamforming, GBF) 기법을 이용해 GBF 값을 산출하는 단계; 및상기 GBF 값을 이용해 상기 탐지 주파수 구간에서 수중 표적의 방향성을 탐지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제1항에 있어서, 상기 GBF 값을 이용해 상기 탐지 주파수 구간에서 수중 표적의 방향성을 탐지하는 단계는,상기 GBF 값을 주파수에 대해 비상관적으로 합산하여 대역폭을 갖는 그룹 빔 형성(Goruped Beamforming With band, GBFW) 값을 계산하는 단계를 더 포함하고,상기 GBFW 값을 이용해 상기 탐지 주파수 구간에서 수중 표적의 방향성을 탐지하는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제1항에 있어서,상기 N개의 센서로부터 수신되는 감지 신호를 디지털 감지 신호로 변환하고, 상기 변환된 디지털 감지 신호를 시간-주파수 분석을 통해 주파수 영역의 신호로 변환하는 단계는,직교 좌표계에서 N개의 센서에 대한 위치 벡터를 계산하는 단계;상기 N개의 센서로부터 수신되는 감지 신호를 디지털 감지 신호로 변환하여 저장하는 단계; 및고속 푸리에 변환을 이용하여 상기 디지털 감지 신호의 시간 영역을 주파수 영역으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제1항에 있어서, 상기 N개의 센서를 J개의 센서 그룹으로 그룹화하고, 컨벤셔널 빔 형성(Conventional Beamforming, CBF) 기법을 이용해 상기 J개의 센서 그룹별로 CBF값을 계산하는 단계는,상기 N개의 센서에서 수평각(θ), 수직각(φ), 주파수(f), 센서(n)에 대한 위상 값을 계산하는 단계;상기 N개의 센서를 J개의 센서 그룹으로 그룹화하기 위해 센서 인덱스 행렬을 오퍼레이터()로 사용하여 그룹화하는 단계; 및 상기 센서 그룹별로 CBF 기법을 통해 형성된 빔 패턴을 CBF 값으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제4항에 있어서, 상기 N개의 센서에서 수평각(θ), 수직각(φ), 주파수(f), 센서(n)에 대한 위상 값을 계산하는 단계는 하기 수학식을 이용하는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제4항에 있어서,상기 센서 인덱스 행렬의 크기는 경우의 수(NCJ)×J(2≤J≤N)인 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제6항에 있어서,상기 N개의 센서를 J개의 센서 그룹으로 그룹화하여 형성되는 전체 빔 패턴 수(K)는 인 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제4항에 있어서,상기 센서 그룹별로 CBF 기법을 통해 형성된 빔 패턴을 CBF 값으로 출력하는단계는, 상기 위상 값과 오퍼레이터를 이용하여 하기 수학식을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제1항에 있어서,상기 J개의 센서 그룹의 CBF를 조합하는 그룹 빔 형성(Grouped Beamforming, GBF) 기법을 이용해 GBF 값을 산출하는 단계는, 하기 수학식을 이용하여 탐지 주파수 간의 빔 패턴을 조합하기 위해 각 센서 그룹의 CBF 값을 곱하여 계산하는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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제2항에 있어서,상기 GBF 값을 주파수에 대해 비상관적으로 합산하여 대역폭을 갖는 그룹 빔 형성(Goruped Beamforming With band, GBFW) 값을 계산하는 단계는, 하기 수학식을 이용하여 상기 탐지 주파수 구간의 최소 주파수에서 최대주파수까지의 GBF 값을 합산하는 것을 특징으로 하는 수중음원 방향성 탐지 방법
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