(센서) 소나, Sonar, 음향탐지기

수중에서 적 세력을 감시/정찰하는 임무를 수행하고, 유사시에 위협세력을 타격할 수 있는 주요 전력은 잠수함/정, 무인잠수정 그리고, 이러한 플랫폼들이 탑재하는 어뢰, 기뢰 등이 있다.

수중전력은 은밀성을 장점으로 임무를 수행하는데, 은밀 기동을 위해 필수적인 것이 바로 수중 지형과 적 세력을 탐지하는 “잠수함의 눈” 소나이다.

소나란 수중에서 음파를 이용하여 수중 적 세력 혹은 해저 지형을 탐지하기 위한 장치로, Sound Navigation And Ranging(SoNAR)의 약자이며, 한국어로는 음향탐지기(음탐기) 혹은 음파탐지기라고 부른다.

수중지형 영상이미지와 소나로 탐색한 이미지 중첩 - Deeptrekker

소나는 기본적으로 전달 매질인 물에 소리를 파동의 형태(주파수)로 발산(능동소나)하고, 돌아오는 음파의 형태를 분석해서 수중지형이나 물체를 확인하며, 플랫폼 음향 발산 유무에 따라 능동소나와 수동소나로 구분한다.

+능동소나 (Active Sonar)

- 소리를 발산하여 돌아오는 음향을 수집하여 수중지형이나 물체를 식별

- 트랜스듀서, 빔형성처리기, 송수신 스위치, 송신기, 수신기, 싱크로나이저, 결과 표시장치 등으로 구성

- 수중에서는 음파의 속도가 고정된 상태이기 때문에, 파장과 주파수가 해상도와 거리를 결정하는 매우 중요한 요소가 됨

- 고주파음향의 에너지는 수중에서 급격한 감소로 인해, 도달거리는 짧지만, 해상도가 높음

- 저주파음향(Long pulse width & Length)의 에너지는 수중에서 에너지 감소가 적으며, 도달거리는 길지만, 해상도가 낮음

* 예시: 100Hz 주파수는 2,000km 이상 도달, 100kHz 주파수는 1.2km 정도 도달

- 일반적인 능동소나 시스템은 복수 주파수로 운용

- 고주파 500kHz, 중주파 100kHz를 조합하여 광역탐색 및 근거리는 높은 해상도 정보 수집

+수동소나 (Passive Sonar)

- 외부에서 발산되는 음향만 수신하여 물체 식별

- 하이드로폰, 빔형성 처리기, 광대역 출력장치, 주파수 분석기, 협대역(Narrowband) 출력장치 등으로 구성

<참고자료>
https://amenews.kr/skin/news/basic/view_pop.php?v_idx=45191

https://amenews.kr/skin/news/basic/view_pop.php?v_idx=45191