隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展與人類面臨的資源緊缺等問題的凸顯,海洋的開發(fā)利用價值越來越受到世界各國的重視。聲吶浮標(biāo)系統(tǒng)作為海洋監(jiān)測與海底探測的重要手段之一也越來越受到各國科研工作者的青睞。由于目前的矢量傳感器普遍存在體積大、功耗高、制造成本高等缺點,因此很難應(yīng)用在浮標(biāo)系統(tǒng)中。MEMS標(biāo)矢量一體式水聽器采用先進的MEMS技術(shù)制造而成,具有高精度、低功耗、小體積、對聲信號敏感程度高、可批量化生產(chǎn)、制造成本低等優(yōu)點,符合浮標(biāo)系統(tǒng)水聽器應(yīng)用標(biāo)準和未來的發(fā)展方向,解決了傳統(tǒng)矢量水聽器在浮標(biāo)應(yīng)用上的難點。因此本文提出一種基于MEMS標(biāo)矢量一體式水聽器的浮標(biāo)系統(tǒng)。論文旨在基于MEMS標(biāo)矢量一體式設(shè)計一種體積小、低功耗、成本低、穩(wěn)定性好的浮標(biāo)系統(tǒng)樣機。論文主要完成的工作有:根據(jù)水聽器矢量端與標(biāo)量端信號接收原理,結(jié)合實際應(yīng)用需求,重新優(yōu)化設(shè)計矢量端信號調(diào)理電路,相比之前本底噪聲降低2dB,且減小了電路板使用面積、增大了散熱面積,使傳感器整體性能得到提升;針對標(biāo)量通道設(shè)計了信號放大、電壓跟隨電路,使標(biāo)量通道測得的信號符合后續(xù)設(shè)計標(biāo)準,解決了之前應(yīng)用電路測量靈敏度曲線不精確的問題;選用單片機STM2F767作為中心控... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Argo計劃浮標(biāo)投放Figure1-1Argoplanstolaunchbuoys

中北大學(xué)學(xué)位論文4方面的重視程度。圖1-2國產(chǎn)深海錨系浮標(biāo)Figure1-2Domesticdeep-seaanchorbuoys隨著近年來我國在浮標(biāo)技術(shù)上的一步步上升，全國各高校、企業(yè)、研究所也紛紛投入到了浮標(biāo)技術(shù)的研制上來。在軍民融合的大背景下，各企業(yè)單位在該領(lǐng)域展開各自的研究，應(yīng)用成果豐厚，在軍事上、民用上都取得了顯著的成果。近些年，我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸成熟，使得我國在衛(wèi)星定位領(lǐng)域在美國、俄羅斯之后成為第三個可自主定位的國家。得益于北斗系統(tǒng)的投入使用，浮標(biāo)系統(tǒng)的研制也得到了迅速的提升。中船重工第715研究所在“水下DGPS高精度定位系統(tǒng)”中通過多個GPS聲吶浮標(biāo)陣列實現(xiàn)水下目標(biāo)的精確定位定標(biāo)；國家海洋技術(shù)中心主要研究了小型多參數(shù)海洋環(huán)境檢測浮標(biāo)、自持式剖面循環(huán)探測漂流浮標(biāo)、極區(qū)海洋環(huán)境自動監(jiān)測浮標(biāo)、H/HQB型海洋潛標(biāo)等等一系列應(yīng)用于極端惡劣環(huán)境下海洋信息監(jiān)測的浮標(biāo)系統(tǒng)[16]。此外還有中國海洋大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、中北大學(xué)等高校和研究所也在浮標(biāo)技術(shù)的研制上投入大量研究。從總體來說，我國在海洋浮標(biāo)技術(shù)上已經(jīng)取得了極大的進步，在該領(lǐng)域也處于世界先進水平，但是還是要認清我國目前與美國等發(fā)達國家相比還是有較大差距，還需要全國科研工作者繼續(xù)在此投入時間精力，爭取在海洋監(jiān)測領(lǐng)域上趕超發(fā)達國家。目前浮標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢還是在矢量水聽器的基礎(chǔ)上做到高性能、隱蔽性好、穩(wěn)定性高、成本低，使得達到民用水平。1.2.2國外發(fā)展?fàn)顩r浮標(biāo)系統(tǒng)在國外的出現(xiàn)最早在二戰(zhàn)時期，美國國家資料浮標(biāo)中心是美國浮標(biāo)研制的

]。1970年-1980年間，美國成功地將矢量水聽器運用到浮標(biāo)系統(tǒng)，使用了這種傳感器的浮標(biāo)具有出色的探測、識別、定位能力，被美國反潛部隊使用，這使得世界各國對浮標(biāo)的重視程度達到新的頂點。美軍現(xiàn)役的AN/SSQ系列浮標(biāo)包含了AN/SSQ-36B海洋測溫聲吶浮標(biāo)、AN/SSQ-53F被動定向浮標(biāo)、AN/SSQ-62E主動定位聲吶浮標(biāo)、AN/SSQ-77C垂直線陣列聲吶、AN/SSQ-101空投測向聲吶、AN/SSQ-125連續(xù)聲吶浮標(biāo)，這些聲吶浮標(biāo)具有數(shù)字化、模塊化、通用化、定向化等特點，通過數(shù)據(jù)鏈可向多基站形成數(shù)據(jù)互通，在反潛作戰(zhàn)中有及其出色的表現(xiàn)[19]。圖1-3美國AN/SSQ系列聲吶浮標(biāo)Figure1-3AmericanAN/SSQseriessonarbuoys

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[6]基于無線傳感器技術(shù)的水環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 林彥廷.湖南大學(xué) 2018
[7]GPS/BDS組合精密單點定位研究[D]. 周幫.湘潭大學(xué) 2018
[8]BDS/GPS組合精密單點定位及其模糊度固定技術(shù)與方法研究[D]. 劉學(xué)習(xí).武漢大學(xué) 2018
[9]動力浮標(biāo)控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究[D]. 劉懷東.哈爾濱工程大學(xué) 2018
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本文編號：3599720