超低周波音感知アレイ

アメリカ陸軍研究所（ARL）が設計した超低周波感知アレイは、アレイプロセスを使用して、砲兵、ミサイル、ヘリコプターなどの遠距離にある聞こえない周波数の爆発現象を検出し、位置を特定する軍用装置でした。^[1]また、航行目的の方向探知と位置特定、戦場の気象予測のための大気現象の検出にも使用されました。^[2]

インフラサウンドは、人間の可聴域以下の周波数を扱う音響学の分野です。軍のインフラサウンド用途では、対象周波数範囲は1～20 Hz帯でした。^[3]インフラサウンドは100～500 kmの距離まで到達する可能性があります。インフラサウンドの自然発生源としては、雪崩、竜巻、火山、地震などがあり、人工発生源としては、航空機エンジン、ヘリコプター、大砲、船舶エンジン、爆弾、爆発などがあります。^[4]インフラサウンドの発生源は非常に多岐にわたるため、軍と民間の双方にとって検出方法が関心事でした。インフラサウンドの長距離伝播は、地面の反射と分子減衰によって可能になります。地面は入射エネルギーを反射する役割を果たし、分子減衰はインフラサウンド周波数ではゼロになります。 [ ^5] 超低周波検知アレイには、信号対雑音比を改善することで音響システムの検出および推定性能を高めるために、最小分散の歪みのない応答ビームフォーマーが含まれていました。^[6]空間的に分散されたセンサーアレイの出力はビームフォーマーによって結合され、一方向からの信号が追加され、他の方向からのノイズと干渉の影響が低減されました。 超低周波信号の検出と分析における主な障害は、常に存在する空気の乱気流/風切り音による固有の圧力変動でした。^[7]マイクの上を空気が通過することによって発生する風切り音は、隠れたエリアで超低周波シグネチャを収集する能力を制限しました。^[8]風切り音レベルは周波数の低下とともに増加し、平均ノイズレベルは検出される信号のレベルと同等かそれ以上になる可能性があります。^[9]この問題を解決するには、信号処理、物理的な風防/フィルター、空間平均化のための複数のセンサー、風ホース/パイプフィルタリング技術を使用することができました。^[10]防風壁 は乱流を分散させ、壁のサイズよりも小さい乱流スケールの空間平均を効果的に実行するため、風切り音の低減に使用できることが示されました。^[11]中央のマイクロフォンから伸びる微細孔ホースは、音源方向が不明な場合に使用されました。これらのホースにより、フィルターの機器応答と風切り音低減がすべての信号と風向に対して均一になり、アレイプロセスが簡素化されます。^[12]

超低周波検知アレイは、2001年に配備された韓国の米陸軍第501軍事情報旅団を支援した。 ^[13]また、2004年にはイラクとアフガニスタンにも配備された。超低周波検知アレイの研究で得られた情報は、ミサイル、IED、ミサイルの発射地点と着弾地点を検知するために使用される音響センサーである持続的脅威検知システム（PTDS）のエアロスタットに搭載された無人過渡音響MASINTセンサー（UTAMS）コンピューターの開発につながった。^[14] その他の用途には、軍隊や捜索救助チーム、火山学や地震学を研究するフィールド研究者、その他の地理音響科学者やエンジニアによる使用があった。^[15]超低周波検知システムは、兵器実験禁止条約の国際的な遵守状況を世界規模で監視するために使用された。軍事用途には、航空機や地上車両の長距離探知や方向探知、砲撃の探知や位置特定も含まれる。