음파 전파 개념 설명
해저에서 음파의 전파 속도는 온도, 염도 및 수압에 따라 조금씩 차이가 있습니다. 수심이 얕은 곳에서는 1,440~1,520m/s이지만 수심이 1,000m인 곳에서는 1,480m/s에 이를 것으로 예상됩니다. 하지만 얕은 담수에서 음파 속도는 약 1,430m/s에 이릅니다.
Environment(환경) 대화 상자에 사용되는 유효 평균 값은 1,500m/s입니다.
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EK80은 높은 에너지의 음파 펄스 신호를 해저로 전송합니다. 평평한 해저면은 마치 거울처럼 전송된 음파를 반사시킵니다. 펄스 신호가 해저면에 부딪혔다가 다시 반향되면서 전파 에너지는 더욱 넓은 영역으로 확산됩니다. 이동 거리가 2배로 늘어날 때마다 에너지가 확산되는 영역은 4배 더 넓어집니다.
해저면에는 작은 크기의 타겟들이 무수히 많지만 빔 각도 내에 포함되는 타겟은 모두 반사됩니다. 빔이 적용되는 영역은 모두 제곱 법칙 또는 20 log TVG(Time Varying Gain) 확산에 따라 증가합니다. 동일한 유형(후방 산란)의 해저면은 수심과 상관없이 같은 색으로 표시됩니다.
개별 어종에 따라 에코를 관측하면 상황은 약간 달라집니다. 음파가 해수면에서 어군까지 전송되면서 제곱 법칙에 따라 확산됩니다. 그러면 물고기의 부레가 도달하는 에너지 중 소량을 사방으로 산란합니다. 물고기에서 산란하여 해수면까지 전달되는 음파는 다시 한 번 제곱 법칙 확산을 겪습니다. 이 모든 효과를 통틀어서 거듭 제곱 법칙 또는 40 log TVG(시간 가변 게인)라고 합니다.
흡음으로 인한 전파 손실은 담수보다는 해수에서 훨씬 큽니다. 여기에 더하여 주파수에 따라 흡음도 증가합니다. 38kHz에서는 담수 흡음량이 0.5dB/km인데 반해 해수에서는 10dB/km입니다. 그리고, 200kHz에서는 담수 흡음량이 10dB/km인데 반해 해수에서는 50dB/km입니다. 따라서 EK80이 이러한 손실을 정확히 보상하려면 해수인지 담수인지 알아야 합니다.
데시벨(dB) 단위는 수중 음향은 물론 다른 물리학 분야에서도 오랫동안 사용되어 왔습니다. 이 단위는 두 흡음량 간 비율을 알 수 있는 대수 측정이기 때문입니다. 수증 음향에서 기준 값은 1m 거리에서 측정되는 rms 압력이 1uPa인 평면파의 기준 값과 동일합니다.