谐振型SAW无线无源传感器的测试系统研究

采用一种低成本、高效率的电路系统实现对谐振型无线无源声表面波(SAW)传感器的测试。该电路利用直接数字频率合成(DDS)技术产生不同频率的射频信号用以激励SAW传感器。在接收端采用功率探测器检测回波信号的包络,通过包络的变化得到待测物理化学参量的变化。该测试系统产生的激励信号功率最高可达10dBm,测试时间约为0.5s,与矢网测试结果相比,其测试相对误差仅为0.002 4%。实验结果表明,该系统能够稳定、可靠地实现谐振型SAW传感器的快速检测。     

声表面波传感器检测电路的研究

针对目前声表面波(SAW)传感器检测电路的缺点,通过对SAW传感器信号的特征分析,设计了一种简单实用的SAW传感器检测电路,降低了硬件成本。该电路利用直接数字频率合成技术产生不同的频率信号,用以激励不同谐振频率的声表面波敏感元件,在间歇收发周期从SAW传感器输出信号中提取出反映被测量的频率信号,通过对该频率的测量得到被测物理量的变化。通过对SAW传感器的温度实验,获得了传感器的温度-频率特性,在较低频率(20MHz)时检测灵敏度可达1.36kHz/℃,具有较好的一致性;在较高频率(75MHz)时检测灵敏度可达2.03kHz/℃,存在一定偏差。     

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。     

一种软件定义的伪码体制高度表信号收发处理机设计

本文研究了一种软件定义的伪码体制高度表信号收发处理机设计。无线电高度表是飞机器的重要组成部分,当前无线电高度表研制流程无法应对快速变化的工作环境及多变的功能性能需求。针对这一问题,论文将软件无线电开发流程引入到无线电高度表研制过程中,以伪码体制高度表为例,提出了软件定义的无线电高度表收发机设计方案,在脱离射频前端的情况下,可根据输入参数进行波形仿真、回波模拟和高程测量,可用于测试测高算法性能,同时具备与实际软无平台交互的潜力,可在真实射频环境下对无线电高度表算法进行验证。通过仿真实验验证了伪码体制高度表收发处理机的发射波形生成、回波处理及高程测量功能。     

基于SAW谐振器无源无线传感器编码方法研究

为简化声表面波(SAW)传感器的编码过程,提出了一种基于SAW谐振器的编码方法,通过多个不同中心谐振频率的SAW谐振器分别连接不同的负载阻抗进行传感器的编码。设计了传感器的具体结构,建立了传感器的等效电路模型,利用ADS仿真软件对中心谐振频率分别为868MHz和915MHz的2个SAW谐振器组成的传感器进行仿真,结果表明,SAW谐振器外接1pF与4pF的阻抗,其谐振频率差可达200³00kHz。根据仿真结果,设计制作了不同编码的2个传感器,一个不外接阻抗,一个外接10pF的阻抗,测试谐振频率差别可达39.75300kHz。根据仿真结果,设计制作了不同编码的2个传感器,一个不外接阻抗,一个外接10pF的阻抗,测试谐振频率差别可达39.75⁴0.2kHz,因此,SAW谐振器外接不同阻抗时谐振频率的差异明显,基于SAW谐振器与外接阻抗的传感器编码方法是可行的。     

一种通用无线电监测主控板设计

<正>针对无线电监测设备的多制式、小型化、便携式及低功耗等要求,设计了一种小型化多制式通用无线监测主控板。该系统采用软件无线电思想,以ZYNQ系列片上系统（SystemonChip,So C）作为主控单元,采用可编程射频芯片AD9361为射频收发单元核心,开发了系统处理软件和测试软件,最后进行了系统收发功能实验验证。结果表明,该系统可以稳定可靠的接收无线电信号,可应用于民用无线电监测、军用小型无人机以及单兵设备,具有极大的商用价值以及军用价值。     

高压XPLE电缆中间接头线芯声表面波测温技术研究

为实现高压XPLE电缆中间接头线芯运行温度直接测量,研制了一种植入式无源无线声表面波（SAW）测温装置。该植入式SAW温度传感器主要由433MHz偶极子天线和谐振型SAW谐振器组成,封装在厚度仅16mm的圆环内,安装时直接套在电缆接头线芯上。通过对读取器射频电路优化设计,如配置高增益偶极子天线、低噪声放大器,接收机抗干扰设计等,实现传感器信号高灵敏检测。采用扫频法确定SAW传感器的谐振频率。通过离线测试确定了读取天线布置位置以及SAW传感器谐振频率-温度特性。110kV电缆交流耐压与温升试验结果表明,在电缆线芯承受2倍额定相电压,电流大于1.9kA和运行温度超过允许的90oC条件下,所研制的样机无线通信良好,能够实现电缆中间接头线芯直接测温。     

考虑封装的SAW谐振式传感器仿真研究

针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出封装的S参数;对芯片及封装结构S参数在电路仿真软件ADS中进行结合,得出考虑封装的SAW谐振式传感器仿真结果。实验制作了工作在428.5 MHz的SAW单端谐振传感器,采用该文所述方法仿真的理论结果与实验测量结果更接近,验证了上述方法的可行性。     

基于AD9361的软件无线电平台设计与实现

基于新一代软件无线电平台的研制,采用AD9361集成射频捷变收发器代替分立器件射频收发端的搭建,该平台在Linux操作系统下实现以满足更好的实时性要求。在此介绍了此软件无线电平台的设计架构,阐述了SPI数据接口与控制接口设计,并针对性的做了系统测试。该系统开创性的使用AD9361集成射频收发器来搭建软件无线电平台,真正实现了软件可编程的无线电系统。     

一种超宽带频率综合器电路的设计与实现

基于超宽带射频（RF）收发电路的应用,设计了一种正交输出的超宽带、全集成并且可重构的频率综合器,可适用于25 MHz～12 GHz工作频段的射频接收、发射电路中射频信号的上变频和下变频处理。采用电荷泵频率综合器作为整体实现架构,使用双核压控振荡器（VCO）覆盖频率范围,利用多级级联本振信号生成技术产生本振信号,实现了适用于多频段一体化通信、雷达无线电跳频、软件定义无线电的频率综合器。采用CMOS工艺进行了设计仿真和流片,芯片尺寸为0.658 mm×1.2 mm。测试结果表明,12 GHz相位噪声不大于-85 d Bc/Hz@100 k Hz offset,电路典型总功耗为203 m W。     

915 MHz射频收发系统的ADS设计与仿真

针对无线通信环境中的应用,使用ADS软件设计了一种915MHz射频收发系统。射频收发系统中的关键模块均根据实际的集成射频模块的参数设计。使用ADS软件对设计进行功率增益预算仿真、S参数仿真。仿真结果表明,设计的射频收发系统符合实际的无线通信环境的要求。     

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。     

一种手持式超高频RFID阅读器的设计

设计了一种基于AS3992的手持式超高频RFID阅读器。阅读器的射频收发电路由AS3992内部集成的射频模拟前端和协议处理系统构成,基带控制由S3C2440建立的最小系统实现。对AS3992射频模块电路进行了介绍,针对天线设计了阻抗匹配电路,对S3C2440外围电路进行了设计,同时设计了Linux系统下各硬件的驱动程序以及应用程序,最后对设计的阅读器进行了测试分析。结果表明,阅读器能支持ISO/IEC 18000-6C协议,并且具备了可手持、发射频率可调、功能易扩展等特点,满足智能物联网市场的需求,有非常好的应用前景。     

声表面波免疫传感器高频检测系统设计

声表面波（SAW）免疫传感器是一种新型生物传感器,该文设计并实现了一个高频的SAW免疫传感器检测系统。该系统利用锁相环控制输出信号频率对输入信号频率跟踪锁定,通过测量频率变化量即能完成对免疫传感器的检测,通过液晶屏显示结果。测试结果表明,该检测系统能准确测量频率156~162 MHz内的传感信号,系统的最大测量误差仅0.85%,满足SAW免疫传感器高频检测领域的工程实际需要。     

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。     

基于六端口的声表面波谐振器查询系统研究

声表面波(SAW)谐振器已广泛应用于各种无线传感器中,为了实现高更新率、高精度的SAW测量,该文提出了一种基于低成本六端口的谐振式SAW查询系统。通过低成本六端口干涉仪,精确快速地测定无源SAW谐振器的频率。利用延迟线,将频率测量值简化为可通过六端口网络进行即时评估的相位测量值,即将引入的相移与非延迟信号进行比较获得频率估计。研究结果表明,与传统设计相比,所提设计不需进行复杂的信号处理,可提供高更新率,且系统成本较低。2.4 GHz频带的实验证明了所提设计的可行性和优越性,实现的精度较高,且测量时间仅需约3μs。     

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。     

时频变换下的天气雷达异常回波信号增强系统设计

为了解决干扰回波识别算法和零滞后相关系数应用方法无法精准跟踪信号,及伪信号干扰信号识别精准度的问题,提出了时频变换下的天气雷达异常回波信号增强系统设计。使用PXIe-8135 RT嵌入式控制器,控制PXI机箱与各个模块之间安全通信。设计PXIe-5645R异常回波信号收发仪,在消除正信号和负信号出现噪声的前提下,收发异常回波信号。设计增强电路,保证系统安全运行,计算C波段雷达多普勒探测频率,对信号进行增益处理,达到对伪信号衰减的目的。设计完整跟踪环,完成载波剥离。由实验结果可知,该系统捕获和跟踪结果与实际结果一致,说明该系统能够高效收发异常回波信号。     

基于AS3992的超高频RFID阅读器的设计及仿真

针对现在市场流行的超高频RFID阅读系统制作方法复杂、稳定性差及接口通用性差等问题,提出一种基于射频阅读专用芯片AS3992的超高频RFID阅读器系统的设计方案,并对系统发射机模型和接收机模型进行ADS仿真,仿真结果表明:解调信号与原始基带信号相似度较高,阅读器收发通道性能稳定,为系统设计提供了理论依据.     

一种高分辨力雷达扩展目标模拟系统设计与实现

针对高分辨力雷达扩展目标回波模拟，文中设计并实现了一种高分辨力雷达扩展目标模拟系统。建立了一维距离像目标、二维面目标、三维体目标的目标回波模型，结合宽带射频接收机技术、大瞬时带宽基带回波信号产生技术、目标RCS(Radar Cross Section)数据获取与调制技术以及宽带捷变频率合成器等关键技术完成了高分辨力雷达扩展目标模拟系统的设计与实现。使用该系统对某典型战斗机目标进行了射频仿真和二维成像处理，并将射频仿真和二维成像处理结果与使用RadBase仿真软件对该典型战斗机目标的仿真结果进行对比，验证了该系统的有效性。验证结果表明，该系统的射频仿真二维成像处理结果和RadBase仿真软件的仿真结果基本一致。