최복경 (해양기후환경연구사업단 책임연구원)

  필 자는 최근 1년간 미국 Stevens Institute of Technology의 협력연구실인 Artann Laboratory에서 시간반전 음향기술(TRA:Time Reversal Acoustics)에 관한 연구를 마치고 귀국하였다. 그 곳에서 익힌 TRA에 대해 소개하고자 한다. 


 TRA 기술은 원하는 곳에 음향에너지(또는 전파에너지)를 집속시키는 기술을 말하며, 기존의 집속방식(렌즈형)과는 다르게 다른 위치에서는 신호가 구성되지 않고 원하는 곳에만 신호가 재구성되어 집속되는 것을 말한다. 이 기술은 원하는 곳에서 수신된 신호를 시간반전한 다음 다시 방출시켜 원하는 곳에 음향에너지를 집속시키는 방법에 의해 구현되며, 다음 그림과 같은 순서에 의해 성립된다.
또한, 공간적으로 한곳에만 집속시키는 기존의 기술을 극복하여, 여러 위치에서 동시에 음향에너지를 집중시키는 다초점 집속방식 알고리즘을 개발하여 성공하였다. 
 그럼 이러한 시간반전 음향기술은 어떠한 분야에 응용될 수 있을까? 기존의 연구를 살펴보면, 의료분야에서는 두뇌 내 종양퇴치 및 유방암 진단, 해양분야에서는 내부파 교란이나 해양물성 변화 모니터링, 전기전자분야에서는 집속 전파통신, 군사분야에서는 지뢰 및 기뢰 탐지, 잠수함 탐지 등 많은 분야에서 실용적 연구가 이루어지고 있다. 
 

 본 TRA 연구와 관련하여 앞으로 해양분야에서 성취해 볼만한 주제를 살펴보면 다음과 같다.
1. 해양물성변화 모니터링
2. 수중물체 탐지
3. 잠수함간 음향통신
4. 수중소음원 탐지(선박, 잠수함, 돌고래, 어류소음 등)


 시간반전 신호집속 처리기술은 음향신호뿐만 아니라 전파신호나 레이저, 그 외 어떤 신호라도 적용가능한 기술이므로, 다방면에서 실용적 연구가 기대되는 미래형 기술로 자리 잡을 것으로 전망된다. 또한, 이미 세계적으로 각 분야에서 많은 논문이 생산되고 있는 시점이므로 국내에서도 보다 적극적인 연구활동이 요구된다.

2006-09-26