무인수상정 탑재 소나시스템

 

현재 개발 중인 무인수상정은 다양한 탐지체계와의 협력 탐지뿐만 아니라 독립적 탐지임무 및 자율추적 수행을 목표로 하고 있다.

 

따라서 무인수상정에 탑재되는 소나시스템은 원거리 감시정찰, 탐색추적, 항만감시, 기뢰탐색과 같은

 

다양한 임무에 대응이 가능하도록 개발되어야 한다. 하지만, 단일 소나장치 만으로는 요구하는 목적을 달성할 수 없으므로,

 

본 소나시스템은 원거리 탐색용 전방탐지장치와 근거리 표적탐지, 소형 표적인식 및 식별을 위한 하방탐지장치로 분리하여 각각 개발하였다.

 

 

무인수상정 탑재용 전방탐지장치의 주 목적은 수 km 이상 이격된 거리에서 기동하는 수중표적의 정밀 탐지이므로,

 

해외 무인 플랫폼에서 주로 사용되는 장애물회피소나(Obstacle Avoidance Sonar)나 전방주시소나(Forward Looking Sonar) 형태가 아닌,

 

수 km 이상의 탐지거리를 가지고, 방위, 거리 등의 표적정보 추정이 가능한 새로운 소나시스템이 요구되었으며,

 

소형의 수중장착체에 탑재되므로 기계적 조향(mechanical steering) 대신 전자적 조향(electrical steering) 방식을 채택하였다.

 

하방탐지장치는 하방에 위치한 표적 식별을 주요 목적으로 하기 때문에 전방탐지장치와 달리 고해상도의 영상 소나가 요구된다.

 

대표적인 영상 소나에는 측면주사소나(Side Scan Sonar), 합성개구소나(Synthetic Aperture Sonar) 등이 있는데,

 

본 소나시스템에서는 기술 성숙도 및 운용성 등을 고려하여 측면주사소나를 기반으로 설계하였다.

 

하방탐지장치는 전방탐지장치와 동시 운용 시 전방 탐지장치의 송신신호에 의해 신호 간섭이 발생할 소지가 있으므로,

 

이를 방지하기 위해 아날로그 대역 통과 필터를 설계하였으며, 플랫폼의 고속 기동 시에도 고해상도 영상을 제공하기 위해

 

무인수상정 기동 속도에 따라 최대 3개의 수신 빔을 선택적으로 사용하도록 설계하였다.

 

추가적으로, 자세센서를 탑재하여 자세 변화에 따라 수신 빔 형성을 달리해, 보다 높은 해상도의 영상을 얻을 수 있도록 설계하였다.

 

 

개발된 소나시스템은 해상시험을 통해 기본적인 탐지성능을 검증하였다. 본 소나시스템은 무인수상정에 국한되지 않고

 

소형화된 공간에 탑재되는 대잠소나에 쉽게 적용할 수 있으며, 수중분산 센서망의 이동노드로도 확장 가능하리라 판단된다.

 

하지만, 무인화 체계의 특성상 운용시간의 증대는 필수적이며, 소형화된 공간에서 발열문제를 해소시킬 수 있는 방안에 대한

 

심도있는 후속 연구가 필요하다. 또한, 고속 주행시 제어가 불가능한 수중장 착체의 거동에 대해서도 높은 해상도를 확보할 수 있도록

 

추가적인 방진설계 및 후처리 알고리즘의 개발이 요구된다.

 

 

출처 : 무인수상정 탑재 소나시스템 개발(한국군사과학기술학회지, 2015.08)