四元阵型MEMS矢量水听器微结构设计.pdf

《四元阵型MEMS矢量水听器微结构设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第2期传感技术学报Vo1．29No．22016年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2016DesignofFour-ElementArrayMEMSVectorHydrophoneGUO~1，2，ZHANGGuojl~n1,2*L／UYuan，WANGXubo，ZHANGWendong(1．KeyLaboratoryofinstrumentationScienceandDynamicMeasurement，MinistryofEducation，Taiyuan030051，China；2．ScienceandT

2、echnologyonElectronicTestandMeasurementLaboratoryNoahUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Tosolvetheexistenceproblemofport／starboardblurwhenusingsingleMEMSvectorhydrophone，anewfour-elementarrayMEMSvectorhydrophonemicrostructurehasbeenpresented．Firstly，thecauseofport／starboard

3、blurofthecurrentMEMSvectorhydrophonewasanalyzedtheoreticallyandanovelfour—-elementarraymicrostruc．．turewasproposed，whichcansolvetheproblemofport／starboardblur．Secondly，thefunctionofnovelmicrostruc—turewasverifiedthroughfiniteelementmethod，whichshownthatthedirectionofsoundsourcecouldbea

4、scer—rainedaccurately．Finally，environmentaltestwasdoneusingthestandingwavetube，andtheresultsshowthatthefour-elementaraymicrostructurecanhelptodealwiththechallengingofport／starboardblur．Keywords：MEMS；port／starboardblur；Ansys；vectorhydrophoneEEACC：2575Ddoi：10．39690．issn．1004-1699．2016．O2

5、．004四元阵型MEMS矢量水听器微结构设计郭静，张国军，刘源，王续博，张文栋(1．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原030051；2．中北大学电子测试技术重点实验室，太原030051)摘要：针对当前的MEMS矢量水听器存在左右舷模糊问题，提出了一种四元阵型MEMS矢量水听器微结构。首先，从理论上分析了当前的MEMS矢量水听器左右舷模糊问题，从而提出了可消除左右舷模糊的四元阵型MEMS矢量水听器微结构。其次，对四元阵型MEMS矢量水听器微结构进行有限元仿真，声源方向可以通过分析各阵元应力分布情况而唯一确定。最后，通过驻波声场试验验证其可行性，结果表明，

6、该微结构可实现左右舷分辨，有效消除左右舷模糊。关键词：MEMS；左右舷模糊；Ansys；矢量水听器中图分类号：TB565．1文献标识码：A文章编号：1004-1699(2016)02-0171-06矢量水听器作为一种能够时间同步、空间共点测渐向微型化、集成化发展]，并已经可以进行目标定得水下声场矢量信息的传感器n]，在海洋工程和海洋向功能，例如专利号为200610012991．0的中国发明开发中有着广泛的应用前景。目前，有很多关于矢量专利公开的一种“共振隧穿仿生矢量水声传感器”，水听器技术的研究，具有代表性的是美国Benjamin实现了对水下声信号二维平面内方位的探

7、测圳。利用T356B08型加速度计采用部分集成电路工艺制但是，随着对该水听器研究的进一步深人，该水听作矢量水声传感器]。1996年，HowardK，Rockstad器同样存在左右舷模糊等问题。具有实时左右T，KennyW等人利用MEMS技术和电子原理制作出舷分辨能力的三类主要拖线阵声纳分别是拖曳多了8cm的微型声速度传感器b。美国波士顿大学研线阵muhiline、三元组水听器拖曳单线阵tripletarray制的水下声场传感器]，通过检测反射的激光束可检和声矢量传感器拖曳单线阵”。它能有效地实现测声场变化。然而，在水听器实际应用中，克服左右左右舷分辨，但也存在着