隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展與人類面臨的資源緊缺等問(wèn)題的凸顯,海洋的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。聲吶浮標(biāo)系統(tǒng)作為海洋監(jiān)測(cè)與海底探測(cè)的重要手段之一也越來(lái)越受到各國(guó)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(tīng)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(duì)聲信號(hào)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(tīng)器應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和未來(lái)的發(fā)展方向,解決了傳統(tǒng)矢量水聽(tīng)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(tīng)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(tīng)器矢量端與標(biāo)量端信號(hào)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(hào)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(duì)標(biāo)量通道設(shè)計(jì)了信號(hào)放大、電壓跟隨電路,使標(biāo)量通道測(cè)得的信號(hào)符合后續(xù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),解決了之前應(yīng)用電路測(cè)量靈敏度曲線不精確的問(wèn)題;選用單片機(jī)STM2F767作為中心控... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)產(chǎn)深海錨系浮標(biāo)Figure1-2Domesticdeep-seaanchorbuoys隨著近年來(lái)我國(guó)在浮標(biāo)技術(shù)上的一步步上升，全國(guó)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(lái)。在軍民融合的大背景下，各企業(yè)單位在該領(lǐng)域展開(kāi)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(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸成熟，使得我國(guó)在衛(wèi)星定位領(lǐng)域在美國(guó)、俄羅斯之后成為第三個(gè)可自主定位的國(guó)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(guò)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(guó)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(cè)浮標(biāo)、自持式剖面循環(huán)探測(cè)漂流浮標(biāo)、極區(qū)海洋環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(cè)的浮標(biāo)系統(tǒng)[16]。此外還有中國(guó)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(lái)說(shuō)，我國(guó)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(guó)目前與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有較大差距，還需要全國(guó)科研工作者繼續(xù)在此投入時(shí)間精力，爭(zhēng)取在海洋監(jiān)測(cè)領(lǐng)域上趕超發(fā)達(dá)國(guó)家。目前浮標(biāo)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)還是在矢量水聽(tīng)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(guó)外發(fā)展?fàn)顩r浮標(biāo)系統(tǒng)在國(guó)外的出現(xiàn)最早在二戰(zhàn)時(shí)期，美國(guó)國(guó)家資料浮標(biāo)中心是美國(guó)浮標(biāo)研制的

]。1970年-1980年間，美國(guó)成功地將矢量水聽(tīng)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(cè)、識(shí)別、定位能力，被美國(guó)反潛部隊(duì)使用，這使得世界各國(guó)對(duì)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(cè)溫聲吶浮標(biāo)、AN/SSQ-53F被動(dòng)定向浮標(biāo)、AN/SSQ-62E主動(dòng)定位聲吶浮標(biāo)、AN/SSQ-77C垂直線陣列聲吶、AN/SSQ-101空投測(cè)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(guò)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(guó)AN/SSQ系列聲吶浮標(biāo)Figure1-3AmericanAN/SSQseriessonarbuoys

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3599720