阻抗型无线无源声表面波传感器的研究

介绍了一种新型的阻抗负载型无线无源传感器,该传感器由声表面波器件与作为负载的外接传感器构成,采用声表面波器件进行信号传输。在工作时,外接传感器阻抗值的变化使声表面波器件反射回波特性也得到改变,通过检测该回波特性的变化,实现无线无源传感。基于耦合模模型的分析方法,得出了其级联P矩阵形式。针对电阻型和电容型两种不同类型的负载,分别对传感器进行了仿真分析和实际测试。试验结果表明,当电容型传感器作为负载时,可以以相位作为探测基准。     

无源无线声表面波压力传感器研究

无源无线传感器可对快速移动或旋转等环境下的物体进行参数测量,具有无源无线等优势。为此,采用声表面波(SAW)技术和无线射频技术研究实现了一种结构简单的无源无线声表面压力传感器。基于CC1101无线射频模块实现对SAW压力传感器感知信息的无线接收。推导出CC1101射频收发模块的阻抗匹配网络的传递函数,通过MATLAB和Multism软件进行分析和仿真,确定了匹配网络的元件参数,使射频模块工作频率可调;设计并实现了传感器样机。试验结果表明,该无源无线SAW压力传感器具有精度高,稳定性好的特点,为其工程化提供了依据。     

无线无源声表面波扭矩传感器的研究

转轴的扭矩测量一直是一个难解决的问题。声表面波传感器可以实现无源化并进行无线测量,从而可以应用于转轴的扭矩测量。文章阐述了声表面波扭矩传感器的设计、结构及相应的无线测量系统。     

基于延迟线理论的无源声表面波气体传感器

针对单输入、单输出及双输入、双输出换能器构成的声表面波(SAW)气体传感器存在的缺陷,研究一种无线无源、温度可测的气体传感器。基于声表面波的延迟线理论,利用叉指换能器的转换能量原理,对叉指换能器及反射器进行合理布局,并使3个反射器之间互为参考反射器,获得一种新型的声表面波气体传感器。该设计减少了传感器中信号间及环境温度等因素对测量的干扰,提高了传感器的灵敏度和测量准确度。该传感器具有结构简单、无线无源等特点,适合在不宜接触的复杂工程环境下工作。     

声表面波无线传感系统设计

无线和无源化的声表面波传感器适用于许多特殊场合,其测量系统的设计与基于调制解调的无线传感器相比有许多特殊性,在介绍该类型传感器的测量原理的基础上,结合时域采样的延迟线型声表面波无线传感器,分析了无级信道特征、正交相位解调、本振等要素对无线声表面波传感器测量系统的测量产生的影响,为系统设计提供了依据。     

极端环境下声表面波压力传感器研究进展

声表面波压力传感器因具有无源无线、高精度可编码、易于多参数传感集成等优点,被广泛应用于各种极端环境下的压力测量.该文首先介绍了声表面波压力传感器的工作原理及其技术优势,然后分别介绍了声表面波压力传感器在高温和高压环境下的发展现状,并讨论了该类器件的设计难点及未来发展趋势.     

一种新型的无源无线SAW温度传感器的研究

该文介绍了一种新型的无源无线声表面波温度传感器,传感器的能量来自外界的无线电磁波。通过利用多条耦合器及位于不同声路的两条反射栅,实现了在消除体声波(BAW)干扰的同时,利用两条声表面波(SAW)传输路径差引入相应的声传播延迟,用以提高测温精度。该声表面波温度传感器可采用小波函数包络加权叉指换能器,从而抑制了频率响应曲线中的旁瓣,提高了品质因数。此外,通过使用一个叉指换能器的单端输入、单端输出的结构,可有效减小传感器的体积,使其具有广泛的应用范围。     

声表面波传感器中单端谐振器的匹配电路仿真

声表面波(SAW)传感器主要通过SAW延迟线及谐振器对各种物理量进行敏感。由于谐振器有很高的品质因数(Q),SAW谐振器特别适合无线无源测量。为了能有效地对无线信号进行应答,必须建立相应的匹配电路。基于SAW单端谐振器的等效电路,对单端谐振器的匹配电路进行仿真,并分析了匹配电路元件对谐振器频率特性的影响。仿真结果表明,在匹配电路中,电容对谐振频率的影响显著。     

基于PSO的射频天线自适应阻抗匹配

由于天线的场分布的易变性容易导致阻抗失配,从而会降低功率传输效率和输出信号功率。文章提出了一种射频天线自适应阻抗匹配的粒子群方法,在射频天线和激励源中间加入无源型匹配网络,根据负载阻抗实时变化快速,通过调节网络中可变电容和电感来实现共轭匹配,射频天线负载获得最大传输功率,从而提高RFID系统读写器的最大读取距离。     

基于声表面波技术的飞机结冰预警系统研究

飞机结冰严重影响飞行安全,现有结冰传感器都只在飞机结冰后才进行告警。利用声表面波结冰传感器及声表面波温度传感器设计了飞机结冰预先告警系统。研究了声表面波结冰传感器的原理,并设计了传感器信号的告警逻辑关系,通过等效电路对无线声表面波冰传感器进行仿真。仿真结果表明,声表面波飞机结冰预警系统可用以降低结冰信号的虚警率。     

无源UHF RFID标签的低成本阻抗匹配网络设计

提出了一种符合ISO/IEC18000-6C标准的无源RFID(射频识别)标签的低成本阻抗匹配网络。该设计基于复功率波反射系数的概念,修正芯片输入阻抗,在片内添加阻抗匹配电路。通过变化芯片阻抗和天线共轭匹配及失配间切换,有效完成信号的调制反射。提出的电路结构简单,易于实现,在读写器、标签天线和芯片之间实现了功率传输的最大化,提高了芯片输入电压以及读写器对标签反射信号的识别率。采用该阻抗匹配网络的芯片基于chartered 0.35μm CMOS工艺实现。测试结果表明,在923MHz频带下,倍压电路输出可达1.47V,标签满足系统设计要求。     

Drahtlose Abfrage von Oberflächenwellen-Identifikationsmarken und Meßwertwandlern

We describe wireless readout of 3 different species of passive surface acoustic wave (SAW) identification tags. and sensors which all are connected to a small antenna for reception of the interrogation signal and transmission of the delayed sensor response.

1. Following the ringing out of SAW resonators using a phase locked loop (PLL) over several microseconds, their resonance-(?Eigne”-)frequencies are determined.
2. The time between some response impulses in a SAW delay line, caused by acoustical reflectors in different distances, accurately is measured by 3 different signal integrating methods.
3. Amplitude variations of the response impulse, due to variations of a capacitance externally connected to the SAW delay line are evaluated.

All methods are used for wireless readout of fixed and adjustable identification codes and sensor measurands e.g. temperature, pressure, mechanical force, torque, deformation, electrical voltage etc.     

SAW sensor read range limitations and perspectives

Wireless monitoring systems with passive surface acoustic wave (SAW) sensors offer novel and prodigious perspectives for remote monitoring and control in harsh environments. This paper reviews the working principle of such passive sensors and their state-of-the-art behavior. All major fields of the SAW sensor require operation over a longer reading range, which is the current limitation, hindering the massive implementation of these passive devices. This foremost limitation of the SAW based sensor system occurs when the reply signal strength at the reader becomes too weak for reliable recognition and identification. SAW sensor network read range limitations and advanced techniques for its enhancement are deliberated. Deployment design to maintain the communication reliability and connectivity of the sensor/interrogators network is also discussed.     

声表面波谐振型无源无线温度传感器硬件系统

介绍了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统,系统采用一次变频的构成方式,解决了传统传感系统存在电路结构复杂和控制灵活性差的缺点,给出了系统的具体构成、工作原理和天线的设计。与传统系统构成相比,本系统的构成更简洁,操作性和灵活性更强。实验验证了本系统构成方式的可行性和天线设计的优点。