방향성 잡음이 초래하는 감쇠 추정 오류와 코히어런시 분석

초록

본 논문은 주변 잡음의 방향성이 코히어런시(전처리된 교차 스펙트럼)에 미치는 영향을 분석한다. 기존에는 코히어런시를 J₀(ωr/c)·e^(−αr) 형태로 가정하고 감쇠 α를 추정했지만, 실제로는 잡음의 방향성에 따라 코히어런시가 크게 달라지고, 방위 평균을 해도 e^(−αr) 형태가 유지되지 않는다. 특히 강한 방향성을 가진 잡음에서는 코히어런시가 감쇠와 무관하게 된다. 또한 파속 변동에 의한 위상 소멸이 감쇠와 유사한 효과를 만들 수 있어, 제시된 방법으로 감쇠를 추정하는 것은 신뢰성이 떨어진다.

상세 분석

코히어런시 C( r,ω) 은 두 지점 사이의 전처리된 잡음 레코드의 교차 스펙트럼을 정규화한 값으로, 이론적으로는 무방향성(등방성) 확산 파동장에서 J₀(ωr/c)·e^(−αr) 로 표현된다. 그러나 실제 지구 표면에서는 잡음 원천이 제한된 방향에서 주로 들어오며, 이 방향성은 파동의 진폭과 위상에 비등방적 가중치를 부여한다. 단일 평면파가 θ 방향으로 입사하면 C는 exp