초계함용 HMS(Hull Mount Sonar)를 이용한 어뢰방어시스템 연구

Abstract

어뢰음향 대항체계(TACM: Torpedo Acoustic Counter Measure)는 Passive Sonar를 이용하여 어뢰로부터 발생되는 소음을 탐지하여 어뢰 경보를 수행한다. 기존에 개발 완료 된 호위함급 함정의 어뢰음향 대항체계의 경우 어뢰에서 발생되는 예인센서(Towed Array Sonar)를 사용한 어뢰경보시스템으로 구성되어 있다. 선저에 부착되어 있는 선저고정형 센서(HMS: Hull Mount Sonar)의 경우 보조적 어뢰경보 센서로 사용 된다. 초계함급 함정의 경우 기존 개발 된 TACM의 예인센서 시스템을 장착할 만한 공간을 가지고 있지 못하다. 이에 초계함 함정에 장착되어 있는 선저고정형 센서만을 사용하여 어뢰 경보 시스템을 구성하여야 하였다. 초계함 함정에 장착되어 있는 Hull Mount Sonar 장비인 AN/SQS-58의 경우 Active용 Sonar 장비로 Active 운용 주파수에 맞도록 설계 되어 있다. 이에 센서의 입력 신호를 어뢰 탐지 주파수에 해당하는 주파수 대역에 적합하도록 변경할 필요가 있다. 이에 어뢰 탐지 주파수 대역에 대한 주파수 특성을 높게 나타낼 수 있도록 하는 역보상 필터를 설계하였다. 해상상태 및 함정 특성에 따라 센서 입력레벨의 변동의 발생한다. 이런 입력레벨 변동에 대해 최적의 신호 입력 범위를 확보하기 위하여 AGC(Auto Gain Control) 기능을 설계하였다. 선체 고정형 센서의 경우 함정의 소음에 대한 영향을 적게 받는 예인센서와는 달리 저주파대역에 대하여 함정의 소음 영향을 많이 받는다. 이러한 잡음 신호는 어뢰 탐지 주파수 대역의 축소, 탐지 성능 저하 및 오경보의 원인으로 작동 된다. 이러한 잡음 주파수를 제거 하기 위하여 자함 노이즈 성분을 제거하는 로직을 추가 설계하였다. 이러한 시스템 개선의 결과로 실 어뢰를 사용한 어뢰 탐지 시험에서 요구 사양 이상의 어뢰경보 성능을 보여 주며 성공적인 결과를 볼수 있었다.