음향탐지

음향탐지(音響探知, Acoustic location)는 음파의 지향성을 응용하여 소리가 어디서 오는지 추적하고, 이를 이용해 표적의 위치를 역추적하는 방법이다.

탐지 방법

음탐 삼각측량의 기본원리

• 수동식(패시브)

  단순히 소리를 탐지하기만 하며, 장거리로 날아오면서 매질 속에서 에너지를 소모한 음파를 잡기 위해 증폭하여 표적의 소리를 잡아낸다. 초기의 음향탐지가 이런 형태이며, 현대에도 기도비닉이 필요한 경우 수동식 음향탐지를 사용한다.

• 능동식(액티브)

  레이더랑 비슷한 원리로 탐지기가 먼저 음파를 쏘고, 표적에 맞고 돌아오는 소리를 탐지하는 것이다. 능동적이기 때문에 단일 탐지기만으로 표적과의 거리, 이동속도 등 많은 정보를 얻을 수 있으나 자체적으로 소리를 내야 하므로 기도비닉에는 좋지 않다. 바로 음파탐지기(SONAR)의 기본 원리가 이것이다.

고려 요소

• 매질

  어떤 공간에서 소리를 듣냐에 따라 탐지 능력이 크게 달라진다. 음파는 조밀한 매질에서 더 빨리 날아가므로, 공기 중보다는 수중에서, 수중보다는 지중에서 더 빨리, 정확하게 탐지할 수 있다. 다만 같은 매질이어도 표적과 탐지자 사이의 매질 구성 상태(온도 차이로 인한 밀도 변화, 장애물 등)에 따라 탐지 능력이 차이날 수 있다.

• 방향

  문서 첫 줄에서 말했듯이 음파의 지향성을 활용하는 기법이므로, 올바른 방향에서 기다리고 있어야 탐지할 수 있다. 또한 삼각측량 기법을 이용해 2개 이상의 탐지기에서 탐지할 수 있다면 표적의 위치를 잡아낼 수 있다.

• 주파수

  소리의 특성은 주파수에 의해 결정되므로, 배경소음을 적절히 걸러내기 위해서 주파수를 결정하는 것이 중요하다. 능동 음탐은 자신의 주파수를 그대로 다시 듣는 것이므로 크게 문제되지 않지만, 수동 음탐은 남이 내는 소음을 몰래 듣는 것이기 때문에 청취 주파수의 설정이 매우 중요하며, 이를 통해 표적의 특성을 미리 알 수 있다.

사용처

• 입체음향

  다채널 입체음향을 구성할 때, 스피커들이 정확한 타이밍에 소리를 넣어야 청자 입장에서 입체음향을 최대한으로 즐길 수 있다. 이 타이밍은 청자와 스피커 간의 거리에 따라 달라지기 때문에 이 부분을 리시버의 음향탐지 기능으로 보정하는 것이다.

• SONAR

  어선의 어군탐지기, 군함의 소나 등 해양에서 음파탐지기를 이용한 장치를 많이 활용하고 있다. 수중이라서 전파는 잘 닿지 않지만 음파는 매우 효율이 높기 때문이다.

• 포병

  대포병사격을 위한 표적 획득을 위해 음향탐지(Sound ranging)를 사용했었다. 대부분 대포병레이더로 대체되었다. 엄폐물 너머의 적을 탐지하기 위해 땅에 마이크를 묻고 장비와 연결하는 형태로 운영한다. 6.25 때 미군이 음향탐지로 적군의 원점을 탐지하고 대응사격 유효탄을 내기까지 3분 밖에 걸리지 않았다.