第1章 概述 1
1.1声学常见名词和物理量 3
1.2矢量水听器国内外研究进展及应用现状 8
1.3 MEMS技术应用于矢量水听器 17
第2章 MEMS矢量水听器微结构设计及仿真 18
2.1纤毛式MEMS矢量水听器仿生微结构工作原理 19
2.2纤毛式MEMS矢量水听器十字梁微结构力学建模 21
2.2.1 MEMS矢量水听器微结构的力学特性分析 22
2.2.2 MEM S矢量水听器微结构的频率特性分析 26
2.3微结构应力集中方案设计 28
2.3.1多重应力集中方法及其应用于十字梁微结构 29
2.3.2应力集中区域选择及尺寸设计 33
2.3.3 MSCR对十字梁微结构性能的提高 35
2.4纤毛集成低密度小球技术 44
第3章 纤毛式MEMS矢量水听器微结构加工集成 46
3.1部分关键工艺设计 47
3.1.1多重应力集中区凹槽刻蚀 47
3.1.2压敏电阻条设计 48
3.1.3欧姆接触及金属互连线设计 51
3.1.4体硅刻蚀工艺设计 52
3.2十字梁微结构MEMS加工工艺流程设计 53
3.3十字梁微结构光刻掩膜版图设计 58
3.4纤毛式MEMS矢量水听器芯片一致性测试 61
3.4.1纤毛式MEMS矢量水听器芯片形貌测试 61
3.4.2纤毛式MEMS矢量水听器压敏电阻一致性测试 64
3.5纤毛与十字梁微结构集成 65
第4章 纤毛式MEMS矢量水听器芯片封装集成 67
4.1纤毛式MEMS矢量水听器芯片封装模型的提出 67
4.2有限元仿真透声帽的声学性能 68
4.2.1固定约束对透声帽透声性能影响的仿真 68
4.2.2不同几何尺寸的透声帽透声性能仿真 73
4.2.3桔瓣式封装结构提出及有限元建模仿真 74
4.2.4不同材质的透声帽透声性能仿真 78
4.3微型导流罩设计 79
4.4低噪声信号提取电路设计 81
4.5纤毛式MEMS矢量水听器组装集成 84
4.5.1纤毛式MEMS矢量水听器芯片隔振支座研制 85
4.5.2纤毛式MEMS矢量水听器封装集成流程 87
第5章 纤毛式MEMS矢量水听器室内性能测试 89
5.1灵敏度测试 89
5.1.1纤毛式MEMS矢量水听器裸芯片灵敏度测试 91
5.1.2纤毛式MEMS矢量水听器透声帽封装后灵敏度测试 94
5.2指向性测试 95
5.3纤毛式MEMS矢量水听器量程测量 98
5.4纤毛式MEMS矢量水听器抗振动性能测试 100
第6章 纤毛式MEMS矢量水听器湖、海试性能测试 102
6.1微型导流罩流激噪声抑制能力测试 102
6.1.1不同材料的微型导流罩对纤毛式MEMS矢量水听器性能的影响 102
6.1.2典型使用环境下微型导流罩抑制流激噪声能力测试 104
6.2纤毛式MEMS矢量水听器新安江湖试 109
6.2.1灵敏度测试 111
6.2.2指向性测试 113
6.3纤毛式MEMS矢量水听器海试 114
第7章 MEMS矢量水听器及其纤毛仿生微结构工程应用初步 118
7.1 MEMS矢量水听器在水雷兵器上的应用 118
7.2 MEMS矢量水听器在海底观测网上的初步应用 119
7.3纤毛式MEMS仿生微结构应用于水下湍流检测 122
7.4电子心音器 130
参考文献 134