脉位调制式声表面波射频标签的回波时延估计

脉冲位置调制式声表面波(SAW)标签利用较少的反射脉冲实现高效编码,正逐渐取代开关键控编码成为声表面波射频标签的主流编码方式.反射回波之间的时延估计精度成为该方式编码容量和解码的核心.该文提出了一种利用计算回波包络二次相关的高精度估计回波脉冲时延的方法.研究了插值算法对相关峰值估计的影响.通过实际声表面波标签回波信号的实际测试和对照实验,证实了该方法的有效性.     

声表面波微压力传感器的信号调理电路设计

声表面波传感器因其独特的设计原理,具有体积小,无源无线,精度高等特点,在物理和生物领域应用广泛。针对声表面波输出频率信号采集复杂的问题,该文设计了一类信号调理电路,通过谐振选频电路稳定输出信号,并通过滤波、放大、整形将输出信号转变为方波信号,最终得到易于采集处理的频率信号。通过Multisim仿真证明,该电路有良好的信号调理能力,易集成。这为声表面波微压力传感器的信号采集和处理奠定了基础。     

基于频率步进原理的声表面波射频标签的辨识

为降低声表面波(SAW)射频标签(RFID)系统对硬件模数转换器和天线开关速度及隔离度的要求,提出了频率步进原理声表面波射频标签的辨识。采用基于自回归模型的功率谱估计方法对回波信号进行了时频变换,通过对加入了噪声的系统回波信号进行仿真实验,验证了发射频率步进脉冲信号取代传统窄脉冲的可行性以及算法的高精度。同时也讨论了阅读器与标签之间不同距离、温度影响和相位噪声对标签解码的影响,提出了解决思路。     

基于阅读器UDP通信的声表面波射频识别系统

利用ARM和用户数据报协议(UDP),实现了声表面波射频识别系统的阅读器上、下位机UDP通信功能。与串口通信相比,UDP通信充分利用以太网资源进行上、下位机之间的数据交换,数据传输速率可达100Mbit/s。在完成上、下位机UDP通信的基础上,系统实现了网线热插拔功能。基于C#软件设计了上位机人机界面,不仅能显示声表面波标签回波信号并解算标签编码,还可通过人机界面对下位机进行控制,实现了人机交互功能。     

一种基于奇异值分解的SAW传感器频率估计算法

在声表面波(SAW)谐振式无线传感器的频率估计中,该文提出了一种奇异值分解(SVD)与快速傅里叶变换(FFT)相结合的频率估计算法。首先采用重复采样的方法对无线SAW谐振器回波信号进行提取,然后在FFT之前利用SVD法去除回波信号中的白噪声,最后通过高斯曲线拟合法对FFT算出的频率进行校正。运用该算法得到的频率均方误差为1.53×103,而直接用FFT算法均方误差为2.38×10~3,均方误差减小了55%。可见,利用该SVD与FFT相结合的频率估计算法在准确度、稳定性方面都有很大改善,且该算法操作简单,易于实现。     

基于SAW 技术的高精度频率测量仪设计与实现

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)等精度测频与自动增益控制(AGC)电路的高精度声表面波测量仪,该测量仪通过声表面波传感器采集声波并转化为电信号,通过AGC电路与施密特触发器对信号限幅、整形,将其转化为可测频率的方波,最后利用FPGA测频电路实现对频率的测量,并将结果传送至单片机显示。测试结果表明,该测量仪能测量频率100 Hz~100 kHz的信号,系统的最大测量误差为1.2%,测频范围广,精度高,稳定性好。     

声表面波标签的振幅检测方法与阅读器设计

声表面波标签是纯无源反射式标签,回波信号非常微弱,噪声是限制阅读器检测性能的决定性因素。根据标签回波信号的特点,结合回波信号的判决条件,给出了常振幅下声表面波标签回波信号的检测系统结构。通过对检测概率的分析,得出在大信噪比条件下,信号加噪声的相位主要集中在信号的相位值附近。在理论分析的基础上,设计了振幅检测型的标签阅读器。在实际测试中,振幅检测方法在3m的检测距离内能够有效检测阅读范围内的声表面波标签,验证了该方法只适用于信噪比较大的情况。     

基于软件无线电方案无线无源SAW温度阅读器设计

目前谐振型声表面波(SAW)阅读器射频电路大多采取分立器件设计,针对系统整体工作频段受限,硬件设计繁琐的问题,该文提出了一种软件无线电方案。软件无线电系统主体由ZYNQ和AD9361组成,射频收发端口添加LNA、PA进行信号功率放大,使用射频开关隔离收发。通过发射步进频率5 kHz、带宽1 MHz扫频信号,并对回波进行频谱分析求取最大值,最终得到谐振频率。针对SAW传感器回波持续时间较短而导致FFT计算分辨率的不足,使用重复采集增加数据长度,将阅读器的分辨率提高到468.75 Hz。实验结果表明,该阅读器能够正确探测传感器温度变化。     

宽温度范围声表面波标签温度补偿的研究

大容量延迟线型声表面波(SAW)标签除需利用回波时延,还需利用回波的载波相位进行编码,而回波载波相位会受温度的影响而发生变化。在实际应用中必须对回波相位进行温度补偿。因此,该文提出了一种基于3根标准温度反射栅的设计及实际温度补偿过程中温度补偿系数的确定方法,并讨论了相位测量误差对温度补偿适用范围及温度补偿精度的影响。     

基于微流控芯片的SAW分选技术研究现状北大核心

声表面波（SAW）分选技术因其无接触性、生物相容性好等特点,在生物医学、诊断学等领域有着广阔的应用前景。概述了声表面波分选芯片的基本结构组成、叉指换能器（IDT）的基本结构及工作原理,分析了行波声表面波（TSAW）和驻波声表面波（SSAW）进入流体后产生的复杂的声流效应。根据声表面波分选技术的分选机理不同,将声表面波分选技术分为驻波声表面波分选技术和行波声表面波分选技术。分别讨论了声表面波分选技术的分选原理和研究现状,指出了声表面波分选技术相对于其他分选技术的优势,并综合国内外研究现状分析了研究过程中存在的问题,提出了声表面波分选技术今后的研究方向。     

SAW RFID标签在军用测试系统中的应用

军用测试系统中设备繁多,各个设备状态不同,不便于管理,射频识别(RFID)标签能对相应的设备进行唯一性的识别。而声表面波(SAW)器件因其自身特点,可制成体积小,无线无源的RFID标签。SAW RFID标签可改进军用测试设备管理。基于SAW技术研究了SAW RFID的结构、基本原理和接收发送电路结构。研究了基于SAW RFID标签的军用测试设备的管理系统,并设计了相应的软件结构与界面。研究表明,SAW RFID标签的应用可提高军用设备测试水平和精确保障水平。     

声表面波射频识别阅读器的设计

论述了基于DSP技术的声表面波射频识别(SAW RFID)阅读器的设计方法.在此基础上给出了阅读器的硬件设计和与多个标签识别的流程图.最后对标签的反碰撞问题进行了研究.     

声表面波射频识别技术应用与发展

声表面波(SAW)射频识别(RFID)技术是当前信息识别系统向无源无线发展的关键技术,在工业、国防及商业等领域有重要作用和广泛应用前景。该文探讨了SAW RFID技术原理及信息编码方案;综述了典型的SAW RFID产品及应用;提出了SAW RFID技术发展趋势,对推动SAW RFID技术发展和应用有重要意义。     

一种SAW RFID阅读器的信号处理电路设计

为适应复杂环境中RFID系统的使用,基于SAW标签的RFID系统弥补了传统基于IC标签的RFID系统易受环境干扰等缺点。介绍了识别SAW标签的RFID阅读器的系统设计方案,详细说明阅读器信号处理电路的设计过程,通过软件仿真与电路调试,验证了基于C8051F的SAW RFID阅读器设计可行性。信号处理电路具有结构简单,成本低廉等特点,有较好的应用价值。     

基于功率检波技术的声表面波标签识别方法

声表面波射频识别系统应用前景广阔,选择结构简单、解码可靠的声表面波标签识别方法十分重要。分析比较了基于IQ解调和功率检波两种不同技术的声表面波标签识别方法,基于功率检波技术的识别方法更具优势。设计制作了基于功率检波技术的阅读器,在测试了阅读器关键元件对数功率检波器静态性能和动态性能的基础上,结合声表面波标签进一步验证了阅读器识别标签编码的能力。实验结果表明,采用功率检波技术可以实现声表面波标签编码的准确识别,且阅读器电路结构更简单,成本更低。     

基于SAW RFID技术的电力管线快速定位

目前城市地下电力管线错综复杂,迫切需要一种对电力管线快速标识定位的方法。该文提出了一种基于声表面波射频识别（SAW RFID）技术的定位方法,利用SAW RFID的强穿透能力,将SAW标签间隔埋入地下管线上方构造位置网格,与全球定位系统(GPS)/北斗定位技术融合形成快速定位方案;同时,为了提高地下标签的探测距离,研究设计了单相单向换能器（SPUDT）,以及适合埋在地下介质中的标签天线;最后完成了实际地下土壤环境的场景测试,验证了SAW RFID地下电力管线定位方法的性能及优势。     

TOA estimation of UWB backscattering RFID tag with dual pulse modulation for clutter suppression

To realize precise localization for UWB backscattering RFID system, the arrival time of the direct path in the received signal (referred as time of arrival (TOA)) needs to be accurately estimated. The background clutter is one of the major factors that deteriorates the TOA estimation accuracy in backscattering RFID system. To suppress the background clutter while maintain low‐complexity system design, we propose a novel UWB backscattering RFID system with its tag being implemented with dual pulse (DP) modulation. By transforming the mathematical model of received signal into a proper form, we discover the tag's sequence selection criteria which are able to mitigate the background clutter. For the proposed tag coded with dedicated sequences, a two‐stage TOA estimation algorithm able to effectively mitigate clutter is developed. Simulation results show that the proposed RFID system coupled with the algorithm is able to achieve accurate TOA estimation in the environment where the clutter overwhelms the tag response. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

Sensitivity improvement of the receiver module in the passive tag‐based RFID reader

In this paper, we have designed an RFID reader receiver system for improving the performance of the passive Tag‐based 908.5–914 MHz RFID reader, and analyzed the system performance vis‐à‐vis frequency, reader, and tag properties. The commercial receiver system causes a loss in sensitivity because of its 24 capacitors and six inductors. To improve the overall sensitivity of the receiver, we have designed a system using a circulator, low noise amplifier (LNA) and a SAW filter. The experimental results show that the use of a circulator to separate the Tx/Rx paths eliminates interference, the LNA improves the sensitivity of the Rx module and SAW filter eliminates the noise and spurious components in the received signal. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

声表面波标签三次反射的分析

声表面波(SAW)射频标签中排列在一行的反射栅形成的三次反射造成了编码信号间的幅度不一致,破坏了有、无反射栅间的幅度动态范围,提高了对标签解码的要求。该文利用脉冲响应模型,推导了三次反射与每条反射栅的位置、反射系数和透射系数的关系。通过计算反射栅均匀排列的脉冲幅度编码标签的三次反射,与已有文献结论对比,验证了模型的有效性。仿真了非均匀排列、幅度补偿的脉冲位置编码标签的三次反射,提前预测了最大三次反射出现的位置和大小,为确定标签的查询周期、最后一条反射栅的反射系数以及增加相位编码信息设计提供了参考。