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杯型MEMS矢量水听器的设计
  • ISSN号:1671-4776
  • 期刊名称:《微纳电子技术》
  • 时间:0
  • 分类:TB565.1[交通运输工程—水声工程;理学—物理;理学—声学] TH703[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[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
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2013AA09A412); 国家自然科学基金资助项目(51205374)
中文摘要:

由于当前四梁纤毛式MEMS矢量水听器的灵敏度与带宽之间相互制约,要想提高水听器的灵敏度往往需要以大幅牺牲带宽为代价,针对此问题提出了杯型矢量水听器,在大幅提高水听器灵敏度的同时仍具有一定的带宽,满足MEMS矢量水听器低频高灵敏度的工程应用要求。通过ANSYS对杯型微结构进行仿真分析,保证水听器的灵敏度及工作带宽。驻波场测试结果表明,杯型矢量水听器的灵敏度在400 Hz可达到-192 dB(前置放大40 dB),具有20~400 Hz的可测带宽,在满足测试带宽的基础上大幅提高了矢量水听器的灵敏度,同时满足灵敏度每频程6 dB的增长趋势,具有良好的"8"字型指向性,凹点深度为31.6 dB。

英文摘要:

Due to the inter-constraint between the sensitivity and bandwidth of the current MEMS vector hydrophone based on four-beam microstructure and hair,the sensitivity of the MEMS vector hydrophones can be improved at the cost of sacrificing the bandwidth.The cup-shaped MEMS vector hydrophone was presented to resolve this problem.The sensitivity of the hydrophone was improved sharply and a certain bandwidth was obtained simultaneously,meeting the engineering application requirements of the low-frequency and higher sensitivity for the MEMS vector hydrophone.The cup-shaped microstructure was simulated and analyzed by using ANSYS,and the sensitivity and bandwidth of the hydrophone were ensured.The test results of the standing-wave field show that the sensitivity of the cup-shaped vector hydrophone reaches-192 dB at 400 Hz(40 dB pre-amplification),the measurable bandwidth of the hydrophone is 20-400 Hz,the sensitivity of the vector hydrophone increases significantly on the basis of meeting the test bandwidth.Meanwhile,the sensitivity of the vector hydrophone increases 6 dB for each frequency range,the cup-shaped MEMS vector hydrophone possesses the good "8" shape directivity,and the depth of the concave point is 31.6 dB.

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期刊信息
  • 《微纳电子技术》
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  • 主办单位:中国电子科技集团公司第十三研究所
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  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4776
  • 国内统一刊号:ISSN:13-1314/TN
  • 邮发代号:18-60
  • 获奖情况:
  • 2002-2003和2003-2004年度,均获信息产业部电子科...,2005-2006年度获信息产业部电子科技期刊学术技术...,中国学术期刊执行(光盘版)检索与评价数据规范优...,2007-2008年度又荣获工业和信息化部电子科技期刊...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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