邓 勇 施文康 刘 艾 来源：《国外电子元器件》

     摘要：介绍了一种基于表面波延迟线式的无线标签识别系统。该系统能以不同的无源编码标签代表不同的对象，并可通过对标签的传感来达到目标识别的目的。文中介绍了标签传感器和系统的信号处理方法，并给出了相应的硬件电路框图。

     关键词：声表面波传感器

     无线识别 数字信号处理器

     声表面波（surface acoustic wave）技术是声学和电子学相结合而形成的一门新兴边缘学科。在该技术的基础上，现已经成功地研制出声表面波带通滤波器、延迟线、振荡器和表面波卷积器等声表面波器件。由于声表面波器件具有体积小、可靠性高、一致性好以及设计灵活等优点，所以在雷达、通信等领域的研究得到了广泛的应用。把声表面波技术应用于传感器技术领域在近十几年得到了很大的发展，目前，采用saw技术来研制力、加速度、温度、湿度、气体及电压等一系列新型传感器的工作逐渐成为传感器研究的一个热点。

     无线标签识别系统可广泛用于电子门锁、各种库门管理以及安全防盗等方面。另外，由于它具有获取信息快的特点，因此非常适用于自动路桥或停车收费系统、路标识别系统、铁路车辆车号识别以及列车准确停靠控制等系统[1]。

     本文在延迟线型声表面波传感原理[2]和无线通讯相关技术[3]的基础上，介绍了一种应用声表面波技术研制设计的无线标签识别系统，并通过实验对同型号的标签传感器的不同体编码进行了验证。

     1 概述

     声表面波传感器的工作模式基础上可分为延迟线型和谐振型两类[2]，其中利用各种薄膜技术的谐振型传感器主要用来制作化学传感器，延迟线型则主要应用于温度、压力、应力等物理量的检测。

     声表面波传感器的工作频率通常为数十mhz，甚至高达1～2ghz，由于其本身具有高频率信号输出和低功耗等特点，因而非常适合于遥测信号的传感和传感器无源化的实现[2]。人们在几年前开始研究利用声表面波无源器件进行遥测，并采用时间延迟方式研制出了时延式声表面波遥测系统。但相对于频率量来说，利用该系统进行测量不很方便，且测量精度不高，同时，遥测系统与无源传感器之间的距离对信号的延迟也有较大影响。本文所研究的无线标签识别系统虽然也同样采用了类似延迟线型的标签传感器的遥测，但由于系统是对标签传感器的条形码式反射信号进行判断，因而从原理上消除了对延迟时间的高精度测量要求和遥测距离对结果的影响等缺点。

     声表面波传感器构成的标签识别系统主要由一个声表面波传感器标签、一个带主动式天线的射频信号收发单元和一个信号处理单元组成。信号收发单元主要用于高频激励的发送和标签响应信号的读取，信号处理单元则主要用于翻译标签代码并组成向计算机传输的信息（参见图1）。它们的基本原理是：收发单元经天线发射高频脉冲信号，声表面波传感器标签经天线接收至叉指换能器，换能器即产生声表面波，然后声表面波再通过一系列紧密排列及编码的反射极电路的反射后回到叉指换能器，最后由天线发射出来，以得到一系列编码的高频回波信号（见图2）。从而代表了不同的目标。

     声表面波标签传感器的反射极可看作是条形码般的编码装置，如在反射极区域能布置32条标签条，则回波信号可得到2

     32个状态，这些状态分别表示不同编号的车辆、集装箱、工件、人或动物等目标以供识别。

     2 系统实现

     2.1 标签传感器

     无线标签系统的核心是声表面波标签识别传感器。该标签识别传感器主要由传感器天线、压电基片、叉指换能器和经传感器体外编码的反射极组成，其结构如图3所示。

     根据压电基片的特性可合理选取基片的切向，并可从工作频率、频宽宽度及加工精度的角度来设计叉指换能器的指宽、指间和指对数等参数。在设计反射极电路时，主要应考虑反射效率、躲避激励信号所引起的体波噪声对反射信号的影响并应有效避免三次及多次