철도 차량의 소음원 측정을 위한 마이크로폰 어레이 설계

초록

본 연구에서는 철도 차량의 소음원 위치와 특성을 측정하기 위한 마이크로폰 어레이의 설계와 이를 이용한 고속철도 차량의 소음 측정 결과를 다룬다. 마이크로폰 어레이는 지연-합 빔 형성 기법을 이용하여 점음원으로 가정한 소음원의 전파 방향을 측정하며 이의 성능은 분해능(resolution)과 부엽(side-lobe)의 크기로 평가할 수 있다. 철도차량, 특히 고속열차에는 100Hz 이하의 저주파에서부터 수 kHz 이상의 고주파 소음원이 존재하기 때문에 이렇게 넓은 범위의 소음원을 동시에 측정하기 위해서는 어레이의 크기가 커야 하며 마이크로폰의 배치를 효율적으로 해야 한다. 철도기술연구원에서는 48채널의 마이크로폰 어레이를 이용한 소음원 측정을 수행한 바 있으며 본 연구에서는 새로 96 채널의 마이크로폰을 구성하여 고속열차의 소음원을 측정하였다. 본 논문에서는 어레이 형상에 따른 성능을 비교하였고 300km/h로 주행하는 고속철도 차량에 대한 소음 측정을 통해서 마이크로폰 어레이의 성능을 확인하였다.