微米纳米加工技术全国重点实验室，是第一批在教育部部署高校设立的，为数不多的依托于民口高校的服务于国家特种制造工艺战略的重点实验室。实验室秉承“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，加强与国内外优势单位、专家学者的学术交流和合作，积极推动微纳加工领域的创新发展。

围绕实验室研究方向，设立开放基金，主要面向国内高校、科研机构，资助相关研究团队在相关领域开展基础研究与前沿探索。

一、指南内容：

1.指南名称：

基于MEMS超声换能器的多波束图像声呐

2.研究目标：

针对水下低照度环境对高性能、低成本高频水声传感器阵列的需求，开展基于MEMS技术开展多波束图像声呐技术研究，突破MEMS高频宽带换能器水密封装技术、高灵敏低噪声接收技术、耐水压技术等关键技术，研制新一代低成本高性能二维图像声呐样机，提升二维图像声呐高清成像能力，为MEMS水声传感器及阵列在水下军、民领域推广应用奠定技术基础。

3.牵引性指标：

(1)阵列水下耐压：1000m

(2)阵列灵敏度：-225dB(不含前放)

(3)阵列规模：48×48(三维图像声呐应用场景)

4.研究内容：

(1)MEMS高频声波感应器件设计与制备工艺

(2)耐压低损耗的封装材料与技术研究

(3)高集成度多通道匹配调理电路设计

(4)高鲁棒性近场聚焦波束锐化算法

(5)声呐系统样机集成与试验验证

5.考核指标：

(1)工作频带：750kHz～1.2MHz

(2)接收灵敏度：≥-230dB(不含前放)

(3)带内自噪声：≤45dB (re 1μPa/√Hz)

(4)通道幅度一致性：≤1dB

(4)接收波束宽度：≤1°

(5)水平探测扇面：≥120°

(6)探测距离：≥30m

(7)最大工作水深：≥50m

(8)空气中重量≤1.5kg

6.成果形式：

(1)报告类成果：MEMS高频声波感应器制备及封装工艺规范、MEMS水声传感器阵列性能测试报告、图像声呐原理样机外场试验报告

(2)硬件类成果：MEMS高频图像声呐原理样机1套

7.发展必要性分析：

海洋能源、深海勘探、海洋牧场、水下无人等国家战略新兴产业对水声传感器的需求呈现爆发式增长，这拉动了对于小型化、低成本MEMS水声传感器的迫切需求。然而，目前的MEMS水声传感器在水下耐压、灵敏度、自噪声这些关键指标以及大规模、低成本工业化生产能力等方面还无法满足实际应用要求，严重阻碍了该技术的发展和市场化进程。

国外在该领域处于领先地位，已经基于MEMS技术研发了标量和矢量水听器以及MEMS检波器等，并且在海洋油气勘探领域得到了广泛应用。然而，在高端水声装备方面，国外公司对中国实行了严格的技术封锁。另一方面，在MEMS超声换能器领域，我国MEMS传感器技术和欧美先进水平仍存在较大差距，关键材料和元器件对外依存度较高，面临严重的“卡脖子”问题。一旦我们能够解决以上这些技术挑战，MEMS水声传感器的新时代将会来临，行业和市场也将迎来质的飞跃。

8.建议经费指标：不超过50万元

9.研究周期：2年

二、提交要求

将附件申报材料(申请书、预算说明书)word版及PDF版(单位盖章)生成压缩包发送至邮箱yaoyuanime@pku.edu.cn。

申请书提交截止时间：2024

三、联系方式

联系人：姚远

联系电话：18611026113

电子邮箱：yaoyuanime@pku.edu.cn

附件：项目申请书及预算说明书模板链接：

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

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