Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0007

Аннотация скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0007
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники"
Название доклада
Создание двухосевого сенсора для систем навигации и ориентирования по магнитному полю Земли на основе наноразмерной тонкопленочной высокочувствительной магниторезистивной структуры
Докладчик
Дюжев Николай Алексеевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью исследование является создание 2-х осевого сенсора магнитного поля для систем навигации и ориентирования по полю Земли на основе наноразмерной магниторезистивной структуры с высокой чувствительностью
В ходе выполнения проекта будут решены следующие задачи:
- разработаны и исследованы пути повышения чувствительности магниторезистивных структур к
магнитному полю;
- разработана топология высокочувствительной структуры и проведено моделирование ее работы;
- разработана КД на сенсор магнитного поля;
- разработана технология получения магниторезистивной структуры с высокой чувствительностью;
- разработана и изготовлена технологическая оснастка для изготовления магниторезистивной структуры с высокой чувствительностью;
- разработаны и изготовлены устройства для измерения параметров магниторезистивной структуры с
высокой чувствительностью;
- разработан и изготовлен стенд для исследования параметров сенсоров магнитного поля;
- разработана технология изготовления сенсоров магнитного поля;
- изготовлены опытные образцы сенсоров магнитного поля;
- проведены испытания сенсоров.
Актуальность и новизна исследования
В настоящее время перед разработчиками электронных систем остро встает проблема создания
электронных модулей для систем телеметрии, управления, радиолокационных, робототехнических,
телекоммуникационных систем и навигации различных объектов как подвижных, так и стационарных.
Появляется необходимость создания относительно недорогих устройств способных решить эти задачи.
Особое место здесь занимают устройства, способные с большой точностью детектировать магнитное поле
Земли, в результате чего открывается возможность ориентации по этому полю. Появление в последнее
время магниторезистивных структур, использующих анизотропный магниторезистивный эффект в тонких
магнитных пленках, с чувствительностью к магнитному полю на порядки превышающей чувствительность
наиболее известных и широко применяемых в технике элементов Холла позволяет создать
высокоэффективные, малопотребляющие, малогабаритные и относительно недорогие сенсоры, на основе
которых могут быть построены электронные компасы, способные работать как в составе стационарных
объектов, так и подвижных, в том числе и летающих. Такие компасы найдут применение для решения
задач наведения, навигации, прежде всего автомобильной, ориентации в пространстве антенн, буев и др.
Высокая технологичность этих компасов, поскольку они изготавливаются интегральными методами, дает
основания для организации крупносерийного производства их для широкого применения.
Описание исследования
  • Разработаны методики и лабораторные технологические регламенты получения тонких магнитных пленок, для обеспечения подмагничивания, получения высокочувствительных магниторезистивных структур и изготовления сенсора.
  •  Разработана топология высокочувствительной структуры. Отличительной особенностью разработанной структуры стало повторение геометрии магнитного слоя, геометрии проводящего слоя. Это позволяет увеличить чувствительность магниторезистивных структур на ~70 %.
  • Разработана и изготовлена технологическая оснастка для изготовления магниторезистивной структуры, включающая в себя:
    • оснастку для установки магнетронного напыления для создания планарного магнитного поля;
    • технологическую оснастку для намагничивания тонких пленок;
    • вакуумную печь для отжига анизотропных магниторезистивных пленок с высокой чувствительностью.
  • Разработаны и изготовлены стенды для контроля параметров ЭО С и для проведения экспериментальных исследований ЭО С, включающий в себя электронный блок для обработки информации, поступающей с сенсора.
  • Разработанный стенд для контроля параметров ЭО С способен создавать магнитное поле в двух взаимно перпендикулярных направлениях в диапазоне от -10 до +10 кА/м. Имеется возможность компенсации магнитного поля Земли.
  • Разработаны и изготовлены экспериментальные образцы ЭО С.
  • Разработана ПМ экспериментальных исследований ЭО С.
  • Проведены экспериментальные исследования ЭО С.
  • Проведена технико-экономическая оценка результатов ПНИ.
  • Сделаны обобщения и выводы по результатам ПНИ.
  • Разработаны рекомендации и предложения по использованию результатов ПНИ.
  • Разработан проект ТЗ на проведение ОКР.
Результаты исследования

В результате выполнения проекта, создан 2-х осевой сенсор магнитного поля для систем навигации и ориентирования по полю Земли на основе наноразмерной магниторезистивной структуры с высокой чувствительностью. Разработанный сенсор соотвествует мировому уровню и замещает такие сенсоры, как HMC 1021 и  HMC 1022 фирмы Honeywell.

Практическая значимость исследования
2-х осевые сенсоры для систем навигации и ориентирования по магнитному полю Земли способны работать как в составе стационарных объектов, так и подвижных, в том числе и летающих. Такие сенсоры найдут применение для решения задач наведения, навигации, прежде всего автомобильной, ориентации в пространстве антенн, буев и других объектов. На текущий момент рынок уже сформирован и занят, в основном, продукцией фирм «Philips» и «Honeywell»
Потенциальны потребители результатов проекта:
• ОАО «Восход» г. Калуга.
• ОАО «МКБ Компас» г.Москва.
• ОАО «Антей-Алмаз» г. Москва.
• ООО «ТеКнол» г.Москва.
• ОАО «Ульяновское конструкторское бюро машиностроения» г.Ульяновск.
• ОАО «Ижевский радиозавод» г. Ижевск.