專(zhuān)利名稱(chēng)：諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聲表面波傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用一個(gè)以上聲表面波諧振器(包括雙端口及單端口諧振器)和延遲線實(shí)現(xiàn)的無(wú)源多或者陣列傳感器及標(biāo)識(shí)器，以及用于無(wú)線信號(hào)查詢(xún)及非接觸獲取、處理多個(gè)或陣列傳感信號(hào)或標(biāo)識(shí)器的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
從上個(gè)世紀(jì)八十年代開(kāi)始，美、德、日等國(guó)家開(kāi)展了對(duì)聲表面波無(wú)源無(wú)線傳感器的研究，在已經(jīng)發(fā)表的專(zhuān)利和技術(shù)文獻(xiàn)中，報(bào)道了采用聲表面波元件實(shí)現(xiàn)無(wú)源傳感器的各種方法。由于聲表面波諧振器較之其它類(lèi)型的聲表面波元件具有更高得品質(zhì)因素(Q值)，特別適合于無(wú)源無(wú)線傳感應(yīng)用。例如專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)1、Reindl Leonhard，Scholl Gerd，Ostertag Thomas等，“無(wú)源聲表面波應(yīng)答器用作傳感器的理論和方法”/IEEE Transactions onUltrasonics，F(xiàn)erroelectrics，and Frequency Control/1998，45(5)1281-1291；文獻(xiàn)2、A.Pohl，G.Ostermayer and F.Seifer，“用振蕩器電路鎖定遠(yuǎn)程高Q值聲表面波諧振器的無(wú)線傳感”/IEEE Trans.UFFC/vol.45，no.5，pp.1161-1168，1998；文獻(xiàn)3、A.Springer，R.Weigel，A.Phol and F.Seifert，“用聲表面波器件的無(wú)線識(shí)別和傳感”/Mechatronics，/1999，No.9 pp745-756.上述文獻(xiàn)都介紹了采用聲表面波諧振器作為無(wú)源無(wú)線傳感器的技術(shù)。圖1是這些文獻(xiàn)中報(bào)告的用于無(wú)源無(wú)線聲表面波傳感器信號(hào)查詢(xún)、接收和處理的典型儀器系統(tǒng)原理框圖。這個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的特點(diǎn)在于，用于產(chǎn)生查詢(xún)信號(hào)的本振的頻率在使用中是不調(diào)整的，它固定在和用作傳感器的諧振器頻率范圍內(nèi)的一個(gè)頻率點(diǎn)上。已有技術(shù)的一個(gè)典型特征就是一個(gè)傳感器系統(tǒng)中只包含單個(gè)的用作傳感器的聲表面波諧振器。如果要使用多個(gè)這種無(wú)源無(wú)線聲表面波諧振器式傳感器，必須要使用多個(gè)信號(hào)查詢(xún)、接收單元。所以這種方法，不適用于多傳感器、大規(guī)模陣列傳感器應(yīng)用。這種系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制靈活性較差。
聲表面波諧振器用作傳感器，被傳感量主要引起諧振器自然諧振頻率的變化。在專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)Pohl Alfred，Ostermayer Gerald，Seifert Franz，“用振蕩器電路鎖定遠(yuǎn)程高Q值聲表面波諧振器的無(wú)線傳感”/IEEETransactions on Ultrasonics，F(xiàn)erroelectrics，and FrequencyControl/1998，45(5)1261-1268中，采用門(mén)控鎖相環(huán)檢測(cè)技術(shù)，鎖定提取回波信號(hào)的振蕩頻率，并由此得到相應(yīng)的傳感信息。該系統(tǒng)電路復(fù)雜，難于調(diào)試和控制，并且閉環(huán)帶寬窄，不能應(yīng)用于傳感器陣列所要求的寬頻帶控制。
為了能夠識(shí)別在多傳感器或者陣列傳感器中的各個(gè)傳感單元或者傳感器，已有和公開(kāi)報(bào)到的技術(shù)主要是采用編碼器型聲表面波器件。例如德國(guó)西門(mén)子公司在中國(guó)申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)?7117768.6)采用脈沖時(shí)間間隔編碼。美國(guó)專(zhuān)利采用線性調(diào)頻換能器的無(wú)源聲表面波標(biāo)識(shí)器(Passive SAW-IDTags Using Chirp Transducer，Patent Number5469170，Nov.，21，1995)采用聲表面波線性調(diào)頻編碼器。這些傳感器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可采用和圖一相似的信號(hào)查詢(xún)、接收采集單元。其中采用線性調(diào)頻編碼時(shí)，圖1中的本振必須是一掃頻信號(hào)源。儀器系統(tǒng)運(yùn)用傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)，采用外差接收機(jī)結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)回波信號(hào)幅度、相位信息的提取得到多個(gè)被測(cè)參量或目標(biāo)身份識(shí)別和傳感信息。然而，在所有的編碼標(biāo)識(shí)器和傳感器中，都僅僅利用收發(fā)間的時(shí)延和相位不同來(lái)編碼，傳感量也由時(shí)延和相位改變來(lái)確定。因此，信號(hào)較弱，傳感量的變化非常小。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅有諧振式無(wú)源無(wú)線傳感器距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，而且，具有延遲型大規(guī)模編碼的優(yōu)點(diǎn)，還可用于無(wú)源無(wú)線的目標(biāo)識(shí)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體構(gòu)思是用作傳感器或標(biāo)識(shí)器的無(wú)源聲表面波諧振器經(jīng)延遲線和天線連接，或者經(jīng)過(guò)無(wú)源阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和天線連接，直接從無(wú)線發(fā)射的查詢(xún)信號(hào)中獲取能量，并返回?cái)y帶傳感信息的射頻信號(hào)。傳感器或標(biāo)識(shí)器本身不包含有源器件，無(wú)需電源(交、直流電源、電池等)供電。該傳感器可用于傳感溫度、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、加速度、流量等物理參量，也可以通過(guò)在敏感元件(聲表面波諧振器)基片上，對(duì)聲表面波傳播路徑覆蓋選擇性的化學(xué)吸附膜、生物膜來(lái)傳感相應(yīng)的物理及化學(xué)參量、生物參量。傳感儀器系統(tǒng)用編碼識(shí)別的方法，用同一儀器系統(tǒng)可以查詢(xún)并獲取在同一監(jiān)測(cè)環(huán)境中的若干個(gè)這種敏感元件的傳感信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換獲取傳感信號(hào)，并用數(shù)字信號(hào)處理得到相應(yīng)傳感參量或標(biāo)識(shí)器的輸出。在同一個(gè)傳感或標(biāo)識(shí)器系統(tǒng)中用作敏感元件的諧振器的諧振頻率分布可在不同的頻率點(diǎn)上，也可工作在相同的頻率點(diǎn)上。任何一個(gè)傳感器和標(biāo)識(shí)器的選定由編碼信號(hào)決定，而諧振器在受到物理、化學(xué)、生物參量的影響反應(yīng)為固有諧振頻率的變化。
本諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)包括傳感部分和信號(hào)查詢(xún)、接收及處理兩部分。其中，傳感部分是用諧振頻率分布可以相同也可不同的頻率點(diǎn)上的聲表面波諧振器和不同延遲時(shí)間的延遲線構(gòu)成的多個(gè)不相同編碼排列的多個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器，放置在相同的或者不同的空間位置，各個(gè)傳感器用于測(cè)量相同或者不同的被傳感量，標(biāo)識(shí)器則可自動(dòng)識(shí)別被標(biāo)識(shí)物體。
每一個(gè)編碼諧振傳感器或標(biāo)識(shí)器單元可以是分離的聲表面波和其它無(wú)源器件組成，也可在一個(gè)基片上加工而成單片結(jié)構(gòu)。在分離結(jié)構(gòu)中，最典型的由聲表面諧振器、延遲線和天線相連，或者通過(guò)無(wú)源阻抗耦合匹配器件實(shí)現(xiàn)各部分的連接，如圖2所示。延遲線的延遲時(shí)間將決定編碼。單片結(jié)構(gòu)可以有許多的形式，如圖3和4。在圖3中，IDT與不同距離的反射柵就構(gòu)成了不同延遲時(shí)間的諧振器，IDT可以是一個(gè)頻率點(diǎn)，也可以是多個(gè)頻率點(diǎn)組成的掃頻IDT，每組反射柵的工作頻率可以是相同，也可不同，如圖3中f1、f2、f3。在圖4中，傳感器由天線、二極管組、單向叉指換能器、接收IDT和反射柵組成。天線接收的信號(hào)由二極管組控制流向，保證該信號(hào)加在單向叉指換能器上，在單向叉指換能器上激勵(lì)的聲表面波經(jīng)基片單向傳向接收IDT，聲表面波在單向叉指換能器與反射柵間構(gòu)成諧振器。接收IDT是一個(gè)可編碼的IDT組，圖中為PSK編碼IDT(也可為其它編碼)，當(dāng)激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)編碼與接收IDT的編碼相同時(shí)，才能選通該接收IDT，將聲表面波轉(zhuǎn)換成電磁波，然后經(jīng)二極管組加到天線上發(fā)射出去。
其信號(hào)的激勵(lì)方式可以是間歇正弦信號(hào)、ASK信號(hào)、FSK信號(hào)和PSK信號(hào)，由于激勵(lì)的不同，其響應(yīng)也有所不同。其中，PSK信號(hào)有更強(qiáng)的抗干擾能力和更小的誤碼率。編碼信號(hào)由延遲器件的延遲時(shí)間和諧振器振蕩持續(xù)時(shí)間共同決定。在多個(gè)傳感器的陣列系統(tǒng)中，諧振器振蕩持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，信號(hào)的幅度越大。
整個(gè)系統(tǒng)可以是如下幾種形式如圖5所示，傳感部分的每一個(gè)聲表面?zhèn)鞲衅魍ㄟ^(guò)無(wú)源阻抗匹配器件和一個(gè)延遲線、一副天線相連，與信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。也可以是傳感部分由多個(gè)傳感器共用一副天線，與信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)，如圖6所示。還可以是傳感部分采用一個(gè)諧振器和多個(gè)延遲線相連后與一個(gè)或多個(gè)天線相連，與信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)，如圖7和8所示。
本系統(tǒng)的信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分電路如圖9示，它由計(jì)算機(jī)的輸出接口連接一個(gè)可調(diào)本振，該可調(diào)本振依次連接功率放大器，接收發(fā)送開(kāi)關(guān)和天線，發(fā)出查詢(xún)信號(hào)，查詢(xún)信號(hào)的回波經(jīng)由天線和發(fā)送接收開(kāi)關(guān)輸入射頻放大器，再依次連接帶通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器后接入計(jì)算機(jī)。
信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分的另一種實(shí)現(xiàn)形式如圖10所示，它包含兩個(gè)本振，即除可調(diào)本振外，查詢(xún)信號(hào)的回波經(jīng)射頻放大器后，還連接一固定本振和混頻器，再依次連接低通濾波器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器，最后接入計(jì)算機(jī)。這樣，接收到的傳感響應(yīng)信號(hào)和一固定本振混頻下變頻后，再進(jìn)行數(shù)字化。
這部分最好的實(shí)現(xiàn)方式如圖11所示，它是在圖10所示的基礎(chǔ)上，在可調(diào)本振輸出端也接一混頻器，固定本振接于兩混頻器之間。兩本振其中一個(gè)為固定頻率振蕩源，另一個(gè)為頻率可以由計(jì)算機(jī)編程控制的可變頻率、相位和幅度的振蕩源。這樣就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)生不同振蕩頻率、相位和幅度的查詢(xún)信號(hào)，而在傳感器端，只有響應(yīng)范圍包含查詢(xún)信號(hào)頻率和相位的傳感器才有響應(yīng)輸出。因此，多(陣列)傳感器中的各個(gè)傳感器被傳感儀器系統(tǒng)唯一識(shí)別。同時(shí)，聲表面波傳感器對(duì)無(wú)線查詢(xún)信號(hào)的回波被接收后，經(jīng)過(guò)和固定本振混頻，通過(guò)低通濾波，實(shí)現(xiàn)了下變頻，使得可以以低采樣率采集傳感數(shù)據(jù)，由計(jì)算機(jī)處理計(jì)算出相應(yīng)的傳感量值。
另外，本系統(tǒng)還可以用計(jì)數(shù)器代替電路中的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)實(shí)現(xiàn)傳感信號(hào)的數(shù)字化。即接收到的信號(hào)經(jīng)混頻、放大后，輸入到整形電路，產(chǎn)生的輸出作為定時(shí)、計(jì)數(shù)器電路的輸入，或者作為時(shí)鐘信號(hào)，或者作為門(mén)控信號(hào)，計(jì)數(shù)器的輸出輸入到計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明的實(shí)施步驟如下1.確定多(陣列)傳感器系統(tǒng)中用作傳感器(傳感單元)的聲表面波諧振器和延遲線的個(gè)數(shù)，并保證各個(gè)諧振器的在延遲時(shí)間上或工作頻帶無(wú)重疊。
2.這些諧振器和延遲線可以是獨(dú)立的單個(gè)元件，即在不同的壓電基片上，獨(dú)立封裝的元件；也可以是在同一壓電基片上，分區(qū)域制作具有不同諧振頻率或延遲時(shí)間的諧振器陣列。
3.每個(gè)傳感器(或者傳感單元)包含一個(gè)諧振器(諧振器單元)、延遲線、匹配網(wǎng)絡(luò)和一副天線，諧振器的輸入、輸出端經(jīng)延遲線和天線直接連接，或者再通過(guò)無(wú)源阻抗匹配元件和天線連接；也可以所有的、或者部分的傳感器的輸入輸出端口連接在一起，和一個(gè)或者多個(gè)天線連接，或者通過(guò)無(wú)源阻抗匹配元件和一個(gè)或者多個(gè)天線連接；也可以采用一個(gè)諧振器經(jīng)多個(gè)延遲線與一個(gè)或多個(gè)天線相連。
4.根據(jù)所選定的傳感器(傳感單元個(gè)數(shù))和工作頻帶范圍，確定儀器中可調(diào)本振的頻率變化范圍?？烧{(diào)本振的頻率變化范圍至少是從所有諧振器中的最低工作頻率到最高工作頻率。
5.根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，確定發(fā)射的編碼信號(hào)的形式，如采用間歇正弦信號(hào)和間歇PSK信號(hào)，并且決定接收端的對(duì)相位、幅度的延遲時(shí)間的測(cè)量方案和反映傳感量變化的頻率處理方法。不同的信號(hào)的延遲決定了各個(gè)傳感器的編碼，而諧振信號(hào)的頻率的值反映了傳感量的大小。
6.在查詢(xún)傳感信號(hào)時(shí)，計(jì)算機(jī)按照系統(tǒng)中的各個(gè)諧振器的工作頻帶，控制可以調(diào)節(jié)本振。在一個(gè)查詢(xún)周期里，控制產(chǎn)生的查詢(xún)信號(hào)的頻率，在系統(tǒng)中一個(gè)諧振器的工作頻帶內(nèi)。在圖9、圖10所示的系統(tǒng)中，查詢(xún)信號(hào)的頻率就是本振的頻率；在圖11所示的系統(tǒng)中，就是固定本振和可調(diào)本振的頻率之和。在對(duì)應(yīng)的接收周期里，接收到的回波信號(hào)來(lái)自工作頻帶覆蓋這一頻率的諧振器。
7.在下一個(gè)查詢(xún)周期里，可以保持發(fā)射這一頻率的查詢(xún)信號(hào)，那么所有工作在這一頻率點(diǎn)的傳感器產(chǎn)生響應(yīng)，但每一個(gè)傳感器的響應(yīng)時(shí)間延遲各不相同，根據(jù)延遲響應(yīng)的不同可確定相同頻率的不同傳感器的值；也可以控制產(chǎn)生新的掃頻查詢(xún)信號(hào)，該頻率是為跟蹤由于傳感量變化引起的諧振頻率的變化，因此，查詢(xún)信號(hào)是一個(gè)頻率、相位和幅度都在變化的信號(hào)。
8.計(jì)算機(jī)可以在多個(gè)查詢(xún)周期里，順序產(chǎn)生不同頻率的查詢(xún)信號(hào)，捕捉并獲取多傳感器或者陣列傳感器中所有傳感器的傳感響應(yīng)；也可以連續(xù)若干個(gè)查詢(xún)周期，只產(chǎn)生同一頻率的查詢(xún)信號(hào)，獲取一個(gè)固定頻率點(diǎn)附近傳感器的傳感響應(yīng)。
本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是傳感器采用低損耗的諧振型聲表面波器件和聲表面波延遲線相結(jié)合，用間歇的PSK信號(hào)或其它間歇信號(hào)激勵(lì)。其回波信號(hào)為一延遲的、幅度和相位都發(fā)生變化的特殊的PSK振蕩信號(hào)或其它類(lèi)型的振蕩信號(hào)，其振蕩信號(hào)的中心頻率直接反映隨溫度變化的諧振型聲表面波器件的固有頻率，而振蕩信號(hào)產(chǎn)生延遲的PSK信號(hào)可進(jìn)行編碼，接收系統(tǒng)可根據(jù)不同的傳感器的回波延遲編碼不同和固有頻率的變化，區(qū)別出不同傳感器的傳感量的值。因此，該系統(tǒng)既有諧振式無(wú)源無(wú)線傳感器距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，又有延遲型大規(guī)模編碼的長(zhǎng)處，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模陣列分布和較遠(yuǎn)距離的測(cè)量。


圖1為現(xiàn)有的典型的用于無(wú)源無(wú)線聲表面?zhèn)鞲衅鞯男盘?hào)查詢(xún)、接收采集、處理系統(tǒng)原理框圖。
圖2是本系統(tǒng)傳感部分的編碼諧振傳感器或標(biāo)識(shí)器單元典型的分離結(jié)構(gòu)圖；圖3和圖4是本系統(tǒng)的傳感部分編碼諧振傳感器或標(biāo)識(shí)器單元的單片結(jié)構(gòu)圖；圖5、圖6、圖7和圖8是本系統(tǒng)的各種整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本系統(tǒng)信號(hào)接收與處理部分的一種實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖10為本系統(tǒng)信號(hào)接收與處理部分的另一種實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖11為本系統(tǒng)信號(hào)接收與處理部分的一種最優(yōu)實(shí)現(xiàn)方式的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1用空間離散分布的聲表面波諧振器和延遲線實(shí)現(xiàn)無(wú)源無(wú)線多點(diǎn)溫度傳感。
采用圖2、圖5和圖11所示的結(jié)構(gòu)，選用諧振頻率分布在業(yè)余無(wú)線電頻段433MHz的聲表面波諧振器用作溫度敏感元件。若測(cè)量溫度在-10℃-200℃之間變化，將引起諧振器的諧振頻率在300KHz以?xún)?nèi)變化，因此在此發(fā)射時(shí)的頻率區(qū)間為432.7MHz-433.3MHz。激勵(lì)信號(hào)采用間歇周期為2ms的PSK信號(hào)激勵(lì)，而傳感器用50個(gè)相同的聲表面波諧振器作為敏感元件，各個(gè)諧振器的端口通過(guò)不同延遲時(shí)間的延遲線1-延遲線50及匹配網(wǎng)絡(luò)和天線連接。此系統(tǒng)中，固定本振選用諧振頻率為432MHz的石英晶體諧振器，可調(diào)本振為一數(shù)字頻率源，選用NI5401 16MHz PCI接口函數(shù)發(fā)生器，接入PIII600個(gè)人計(jì)算機(jī)中，它輸出的正弦波頻率在0到16MHz內(nèi)連續(xù)可調(diào)，實(shí)際只在0到1.5MHz范圍調(diào)節(jié)。A/D轉(zhuǎn)換器選用NI5102 20Ms/s PCI接口數(shù)字化轉(zhuǎn)換器，接入上述的個(gè)人計(jì)算機(jī)中。帶通濾波器的通帶是430MHz到440MHz；低通濾波器的通帶是0到2MHz。功率放大器選用Max2601 DC-1GHZ+30dbm功率放大器，開(kāi)關(guān)選用0-500MHz單刀雙置開(kāi)關(guān)，射頻放器選用Max 2650 DC-微波段低噪聲放大器。
實(shí)施例2無(wú)線查詢(xún)的聲表面波陣列傳感器采用圖3、圖6和圖11所示的結(jié)構(gòu)，在同一壓電基片上，分區(qū)域制作具有不同諧振頻率的諧振器和不同延遲時(shí)間的延遲線。這些諧振頻率相互間有一定的頻率間隔。所有這些諧振器的端口經(jīng)延遲線和同一副天線相連。該系統(tǒng)中，固定本振的振蕩頻率可選為大于(或者小于)所有的諧振器頻率?？烧{(diào)本振為一頻率可調(diào)的數(shù)字頻率源，計(jì)算機(jī)控制可調(diào)本振自動(dòng)捕捉所有諧振器對(duì)間歇正弦信號(hào)的反射響應(yīng)。
權(quán)利要求
1.諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，包括傳感部分和信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分，其特征在于傳感部分由諧振頻率分布在相同或不同的頻率點(diǎn)上的聲表面波諧振器和不同延遲時(shí)間的延遲線構(gòu)成的多個(gè)不相同編碼排列的多個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器單元放置在相同的或者不同的空間位置構(gòu)成；信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分是由計(jì)算機(jī)的輸出接口連接一個(gè)可調(diào)本振，該可調(diào)本振依次連接功率放大器、接收發(fā)送開(kāi)關(guān)和天線，發(fā)出查詢(xún)信號(hào)，查詢(xún)信號(hào)的回波經(jīng)由天線和發(fā)送接收開(kāi)關(guān)輸入射頻放大器，再依次連接帶通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器后接入計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，其特征在于所述的每一個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器單元是由分離的聲表面波諧振器和無(wú)源器件組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，其特征在于所述的每一個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器單元是由聲表面波諧振器、延遲線和天線相連構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，其特征在于所述的每一個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器單元是由聲表面波諧振器、無(wú)源阻抗耦合匹配器、延遲線和天線相連構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，其特征在于所述的每一個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器單元是在一個(gè)基片上加工而成的單片結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，其特征在于查詢(xún)信號(hào)的回波經(jīng)射頻放大器后，還連接一固定本振和混頻器，再依次連接低通濾波器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器，最后至接入計(jì)算機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，其特征在于在可調(diào)本振輸出端也接有一混頻器，固定本振接于兩混頻器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6或7所述的諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng)，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換其由整形電路和計(jì)數(shù)器取代，整形電路產(chǎn)生的輸出作為定時(shí)、計(jì)數(shù)器電路的輸入，或者作為時(shí)鐘信號(hào)，或者作為門(mén)控信號(hào)，計(jì)數(shù)器的輸出最后連接到計(jì)算機(jī)。
全文摘要
諧振編碼型聲表面波無(wú)源無(wú)線陣列傳感系統(tǒng),包括傳感部分和信號(hào)查詢(xún)、接收及處理部分,其特征在于傳感部分由諧振頻率分布在相同或不同的頻率點(diǎn)上的聲表面波諧振器和不同延遲時(shí)間的延遲線構(gòu)成的多個(gè)不相同編碼排列的多個(gè)傳感器或標(biāo)識(shí)器單元放置在相同的或者不同的空間位置構(gòu)成。在信號(hào)接收處理部分采用計(jì)算機(jī)控制可調(diào)本振的形式。本系統(tǒng)不僅有諧振式無(wú)源無(wú)線傳感器距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn),而且具有延遲型大規(guī)模編碼的優(yōu)點(diǎn),還可用于無(wú)源無(wú)線的目標(biāo)識(shí)別。
文檔編號(hào)H03H9/145GK1373557SQ02113480
公開(kāi)日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2002年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月19日
發(fā)明者文玉梅, 李平 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)