基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107367294A(43)申请公布日2017.11.21(21)申请号201710820750.7(22)申请日2017.09.13(71)申请人厦门大学地址361005福建省厦门市思明南路422号(72)发明人伞海生胡宝法(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人马应森(51)Int.Cl.G01D18/00(2006.01)G01L19/00(2006.01)G01L11/04(2006.01)G01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统(57)摘要基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统，涉及声表面波无线无源传感器。由可激发两个极化方向相互垂直电磁波的双极化传感端天线、可激发两个极化方向相互垂直电磁波的双极化质询端天线、相位匹配及阻抗匹配电路、极化方向切换开关、收发切换开关、射频信号收发处理电路、占空比错误检测电路、显示单元及微处理器单元等组成。可在同一个频谱带宽内对声表面波传感器的两个传感量进行检测，由质询端天线和传感端天线的极化方向匹配实现不同传感量的识别，同时包含有占空比错误检测功能，相位匹配抗干扰设计。能在有限带宽内高效地检测两个声表面波无线无源传感器的传感信息，可应用于轮胎的压力-温度监控、机械的高温-扭矩保护等。CN107367294ACN107367294A权利要求书1/1页1.基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统，其特征在于设有双极化传感端天线、双极化质询端天线、相位匹配及阻抗匹配电路、射频开关、射频信号收发处理电路、占空比错误检测电路、显示单元和微处理器，所述双极化传感端天线为可激发两个极化方向相互垂直电磁波的双极化传感端天线，所述双极化质询端天线为可激发两个极化方向相互垂直电磁波的双极化质询端天线；所述双极化传感端天线使用两个馈电点的结构，各自为两个极化方向的电磁波提供馈电和能量接收；所述双极化质询端天线使用两个馈电点的结构，各自为两个极化方向的电磁波提供馈电和能量接收；所述相位匹配及阻抗匹配电路是传感器与传感端天线的匹配电路；所述射频开关包括极化方向切换开关和收发切换开关，射频开关由微处理器控制，极化方向切换开关和收发切换开关在时序上配合完成两路无线传感信息的收发；所述射频信号处理电路由质询信号谐振电路、功放电路、传感信息接收后的滤波电路、低噪声放大电路、压控放大电路和混频电路组成；所述占空比错误检测电路将混频器输出的声表面波传感器回波整形后的信号在规定时间内进行占空比检测以判定回波信号是否满足检测时长；所述显示单元和微处理器包括传感系统的结果显示、信号收发控制、信号极化方向切换控制、干扰判别、数据取舍处理。2.如权利要求1所述基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统，其特征在于所述双极化质询端天线与双极化传感端天线之间通过两个极化方向相互垂直的电磁波传递两个声表面波传感器的传感信息。3.如权利要求1所述基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统，其特征在于所述相位匹配及阻抗匹配电路是传感器与传感端天线的匹配电路，所述相位匹配在工作带宽内为两个极化方向的馈电点提供180°的相位差达到反相效果以减少系统内干扰，所述阻抗匹配电路为声表面波传感器和传感端天线之间提供阻抗匹配。2CN107367294A说明书1/4页基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统技术领域[0001]本发明涉及声表面波无线无源传感器，尤其是涉及基于谐振式声表面波无线无源传感器的双极化检测系统。背景技术[0002]无线无源化是传感器发展的必然趋势。一方面，限制于供电电池的使用，内置电源传感器结构将更为复杂，传感系统的维护成本也更高。而无源传感器技术的应用，特别是纯无源传感器，非常适合于各种恶劣环境的应用，这与RFID(射频身份识别)类型的无源传感器相比有无可替代的优势，而内置微能量收集的传感器则技术不成熟且成本太高。另一方面，无线传感器极大方便了某些特殊环境中的信息传输需求，如密闭环境中、高速旋转物体等不易布置线路的环境，无线传感系统是最佳选择。[0003]基于声表面波技术的传感器因各种优点非常适合于无线无源的传感检测系统。声表面波技术是20世纪60年代末期开始发展的一种新兴技术领域，它是声学和电子学相结合的一门边缘学科。由于声表面波的传播速度比电磁波慢10万倍，而且在它的传播路径上容易取样和进行处理，因此用声表面波去模拟电子学的各种功能，能使电子器件实现超小型化和多功能化。声表面波传感器的基本工作原理是传感器在受到外界的压力、湿度、湿度、扭力、粒子吸附等物理量的作用时，其谐振频率或延时特性等会随着外界