微米納米加工技術全國重點實驗室，是第一批在教育部部署高校設立的，為數(shù)不多的依托于民口高校的服務于國家特種制造工藝戰(zhàn)略的重點實驗室。實驗室秉承“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的運行機制，加強與國內外優(yōu)勢單位、專家學者的學術交流和合作，積極推動微納加工領域的創(chuàng)新發(fā)展。

圍繞實驗室研究方向，設立開放基金，主要面向國內高校、科研機構，資助相關研究團隊在相關領域開展基礎研究與前沿探索。

一、指南內容：

1.指南名稱：

基于MEMS超聲換能器的多波束圖像聲吶

2.研究目標：

針對水下低照度環(huán)境對高性能、低成本高頻水聲傳感器陣列的需求，開展基于MEMS技術開展多波束圖像聲吶技術研究，突破MEMS高頻寬帶換能器水密封裝技術、高靈敏低噪聲接收技術、耐水壓技術等關鍵技術，研制新一代低成本高性能二維圖像聲吶樣機，提升二維圖像聲吶高清成像能力，為MEMS水聲傳感器及陣列在水下軍、民領域推廣應用奠定技術基礎。

3.牽引性指標：

(1)陣列水下耐壓：1000m

(2)陣列靈敏度：-225dB(不含前放)

(3)陣列規(guī)模：48×48(三維圖像聲吶應用場景)

4.研究內容：

(1)MEMS高頻聲波感應器件設計與制備工藝

(2)耐壓低損耗的封裝材料與技術研究

(3)高集成度多通道匹配調理電路設計

(4)高魯棒性近場聚焦波束銳化算法

(5)聲吶系統(tǒng)樣機集成與試驗驗證

5.考核指標：

(1)工作頻帶：750kHz～1.2MHz

(2)接收靈敏度：≥-230dB(不含前放)

(3)帶內自噪聲：≤45dB (re 1μPa/√Hz)

(4)通道幅度一致性：≤1dB

(4)接收波束寬度：≤1°

(5)水平探測扇面：≥120°

(6)探測距離：≥30m

(7)最大工作水深：≥50m

(8)空氣中重量≤1.5kg

6.成果形式：

(1)報告類成果：MEMS高頻聲波感應器制備及封裝工藝規(guī)范、MEMS水聲傳感器陣列性能測試報告、圖像聲吶原理樣機外場試驗報告

(2)硬件類成果：MEMS高頻圖像聲吶原理樣機1套

7.發(fā)展必要性分析：

海洋能源、深海勘探、海洋牧場、水下無人等國家戰(zhàn)略新興產業(yè)對水聲傳感器的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，這拉動了對于小型化、低成本MEMS水聲傳感器的迫切需求。然而，目前的MEMS水聲傳感器在水下耐壓、靈敏度、自噪聲這些關鍵指標以及大規(guī)模、低成本工業(yè)化生產能力等方面還無法滿足實際應用要求，嚴重阻礙了該技術的發(fā)展和市場化進程。

國外在該領域處于領先地位，已經基于MEMS技術研發(fā)了標量和矢量水聽器以及MEMS檢波器等，并且在海洋油氣勘探領域得到了廣泛應用。然而，在高端水聲裝備方面，國外公司對中國實行了嚴格的技術封鎖。另一方面，在MEMS超聲換能器領域，我國MEMS傳感器技術和歐美先進水平仍存在較大差距，關鍵材料和元器件對外依存度較高，面臨嚴重的“卡脖子”問題。一旦我們能夠解決以上這些技術挑戰(zhàn)，MEMS水聲傳感器的新時代將會來臨，行業(yè)和市場也將迎來質的飛躍。

8.建議經費指標：不超過50萬元

9.研究周期：2年

二、提交要求

將附件申報材料(申請書、預算說明書)word版及PDF版(單位蓋章)生成壓縮包發(fā)送至郵箱yaoyuanime@pku.edu.cn。

申請書提交截止時間：2024

三、聯(lián)系方式

聯(lián)系人：姚遠

聯(lián)系電話：18611026113

電子郵箱：yaoyuanime@pku.edu.cn

附件：項目申請書及預算說明書模板鏈接：

https://pan.baidu.com/s/1r8FeVVoHywFBq8FTxxm2Og

提取碼：tmsp

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