隨著經(jīng)濟(jì)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(jià)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(diǎn),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(jìn)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(diǎn),符合浮標(biāo)系統(tǒng)水聽器應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)。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(jì)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(jī)。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(shí)際應(yīng)用需求,重新優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn),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(jī)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(jì)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(gè)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(gè)GPS聲吶浮標(biāo)陣列實(shí)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(jìn)步，在該領(lǐng)域也處于世界先進(jìn)水平，但是還是要認(rèn)清我國目前與美國等發(fā)達(dá)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(shí)間精力，爭取在海洋監(jiān)測領(lǐng)域上趕超發(fā)達(dá)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(dá)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(shí)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(yùn)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(duì)使用，這使得世界各國對浮標(biāo)的重視程度達(dá)到新的頂點(diǎn)。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(diǎn)，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(xiàn)】：
期刊論文
[1]MEMS傳感器和智能傳感器的發(fā)展[J]. 雷鳴遠(yuǎn).  無線互聯(lián)科技. 2020(06)
[2]海洋經(jīng)濟(jì)視域下當(dāng)代海洋文化價(jià)值探析[J]. 居文豪.  管理觀察. 2020(05)
[3]基于球形壓電陶瓷的耐壓水聽器[J]. 王文龍,笪良龍,尹航.  應(yīng)用聲學(xué). 2020(02)
[4]新型壓電陶瓷的研制[J]. 齊亞男.  科技風(fēng). 2019(29)
[5]一種基于改進(jìn)卡爾曼濾波的姿態(tài)解算算法[J]. 王曉初,李賓,劉玉縣,郭帥良,范耀華.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(24)
[6]應(yīng)用于低頻水聲信號探測的小型潛標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 沈倪鑫,楊晟輝,王任鑫,張國軍,張文棟.  電子器件. 2019(02)
[7]水質(zhì)監(jiān)測浮標(biāo)的技術(shù)現(xiàn)狀和展望[J]. 舒易強(qiáng),馬光明,元德仿,何勝輝,楊云開.  海峽科技與產(chǎn)業(yè). 2019(04)
[8]我國海洋經(jīng)濟(jì)對沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的響應(yīng)分析[J]. 張震,孫嘉澤,楊霞,劉樹鑫,胡淵.  生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2019(01)
[9]標(biāo)矢量一體化水聽器的設(shè)計(jì)[J]. 徐慶達(dá),張國軍,沈倪鑫,張?zhí)m勝,張文棟.  微納電子技術(shù). 2018(12)
[10]高靈敏度扇面纖毛式MEMS矢量水聽器[J]. 楊晟輝,丁俊文,張國軍,裴毓,尚珍珍.  壓電與聲光. 2018(04)

博士論文
[1]芯片級原子鐘及多通道數(shù)據(jù)采集同步系統(tǒng)研究[D]. 季磊.蘇州大學(xué) 2017
[2]纖毛式MEMS矢量水聽器研究[D]. 張國軍.西北工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于4G+網(wǎng)絡(luò)和GPS的智能車路協(xié)同系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李遠(yuǎn)程.南京郵電大學(xué) 2018
[2]水下感應(yīng)耦合數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 周東東.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[3]捷聯(lián)慣導(dǎo)加速度計(jì)信號高精度采集與處理研究[D]. 劉德政.哈爾濱工程大學(xué) 2019
[4]一維MEMS矢量水聽器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝制備[D]. 丁俊文.中北大學(xué) 2018
[5]基于矢量水聽器的聲源定位算法研究[D]. 韓金金.南京信息工程大學(xué) 2018
[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(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 林彥廷.湖南大學(xué) 2018
[7]GPS/BDS組合精密單點(diǎn)定位研究[D]. 周幫.湘潭大學(xué) 2018
[8]BDS/GPS組合精密單點(diǎn)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
[10]基于無線傳輸?shù)墓艿缆┧畽z測儀設(shè)計(jì)[D]. 胡雅嫻.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 2017



本文編號：3599720