声表面波传感器具有无源无线传感的优势,可用于对旋转物体、快速移动物体等非接触测量。 本文构架了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统。文中主要研究了系统的硬件构成、天线的设计和天线参数对谐振频率的影响。 本文选用单端口声表面波谐振器作为敏感元件。对单端口声表面波谐振器的构成和温度传感原理进行了介绍,并对基于单端口声表面波谐振器构或的传统传感系统硬件构成进行了总结。通过分析谐振器对不同激励信号的响应,本文选用正弦脉冲串作为激励信号,克服了采用脉冲信号作为激励信号时存在效率低和传感距离近的缺点。 通过对传统系统构成的分析,针对系统采用二次变频构成存在电路结构复杂的 缺点,本文采用一次变频的系统构成方案。系统设计中,还采用了增设带通滤波、提高系统隔离度和自动增益控制放大的技术手段提高检测距离。实验验证了系统设计的可行性。从高频电子线路电磁兼容设计的原则出发,对系统进行电磁兼容设计。文中阐述了整个硬件系统的具体设计。 文中给出了系统天线的实现,即基地天线(与系统连接的天线称为基地天线)和移动天线(与谐振器连接的天线称为移动天线)的设计。基地天线采用半波振子实现;而移动天线由于工作环境的要求,需要采用小型化的天线。按时间先后,本文设计实现了两种小型化天线:一种是短小偶极子天线;一种是由螺旋天线替 代偶极子天线的两振臂实现的螺旋结构天线。在相同的轴向尺寸下,螺旋结构天线提高天线的有效长度,达到提高天线效率的目的。实现了基地天线与传输线、移动天线与谐振器的良好匹配。比较两种小型天线,在相同的检测条件下,设计实现的螺旋结构天线表现出比短偶极子天线更好的性能,实验结果表明,在功放 平均输出功率为O.15W时,螺旋结构天线可实现6m以上的检测距离,而短偶极子天线的有效检测距离仅为2m。文中对移动天线参数的变化对谐振频率的影响进行了初步分析。由于谐振频率会受到天线阻抗的影响,因此,采用不同的移动天 线与谐振器匹配连接,在其它检测条件相同的情况下,其谐振频率是不同的;同 时地面对天线的阻抗也产生影响,当改变移动天线的水平高度,在其它检测条件 相同的情况下,谐振频率也会发生改变。