한국해군과학기술학회
[ Article ]
Journal of the KNST - Vol. 9, No. 3, pp.1069-1076
ISSN: 2635-4926 (Print)
Print publication date 30 Sep 2026
Received 27 Jul 2026 Revised 10 Aug 2026 Accepted 08 Sep 2026
DOI: https://doi.org/10.31818/JKNST.2026.9.9.3.1069

천해 다중경로 환경에서 펄스압축 소나를 이용한 표적 탐지 연구

최영두1 ; 김세라2, *
1해군 소령/해군사관학교 전자제어공학과 조교수
2해군사관학교 기초과학과 부교수
Target Detection Using Pulse-Compression Sonar in a Shallow-Water Multipath Environment
Youngdoo Choi1 ; Sera Kim2, *
1LCDR, ROK Navy/Assistant professor, Dept. of Electronics and Control Engineering, Republic of Korea Naval Academy
2Associate professor, Dept. of Natural Science, Republic of Korea Naval Academy

Correspondence to: *Sera Kim 1 Jungwon-ro, Jinhae-gu, Changwon-si, Gyungsangnam-do, 51704, Republic of Korea Tel: +82-55-907-5234 E-mail: srkim85@gmail.com

Ⓒ 2026 Korea Society for Naval Science & Technology

초록

본 논문에서는 천해 다중경로 환경에서 LFM 펄스압축 소나의 표적 탐지 성능을 향상시키기 위한 통합 신호처리 기법을 제안한다. 제안 기법은 정합필터 기반 후보구간 선정, OMP/LASSO 희소복원에 의한 경로 지연·진폭 추정, 반사경로 재구성 및 제거, 적응형 부엽 억제와 CA-CFAR 검출로 구성된다. 천해 다중경로를 모사한 합성 희소 채널 모델과 MATLAB 시뮬레이션 구조를 제시하고, PSLR 및 ISLR을 성능지표로 정의하였다. 제안기법은 정합필터의 처리이득을 유지하면서 다중경로 허위표적과 거리 편향을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

Abstract

This paper proposes an integrated signal-processing method to improve the target-detection performance of linear frequency-modulated (LFM) pulse-compression sonar in shallow-water multipath environments. The proposed method consists of matched-filter-based candidate-window selection; path-delay and amplitude estimation using orthogonal matching pursuit (OMP) and/or least absolute shrinkage and selection operator (LASSO) sparse recovery; reconstruction and cancellation of reflected paths; adaptive sidelobe suppression; and cell-averaging constant false alarm rate (CA-CFAR) detection. A synthetic sparse channel model that simulates shallow-water multipath propagation and a MATLAB simulation framework are presented, and the peak sidelobe ratio (PSLR) and integrated sidelobe ratio (ISLR) are defined as performance metrics. The proposed method is intended to preserve the processing gain of the matched filter while reducing multipath-induced false targets and range bias.

Keywords:

Shallow Water, Multipath Propagation, Sparse Recovery)펄스압축(Pulse Compression, SONAR

키워드:

천해, 다중경로, 희소복원, 소나

Acknowledgments

이 논문은 2026년 해군사관학교 해양연구소 학술연구과제 연구비의 지원으로 수행된 연구임.

References