基于极化和复用的SAW传感器阵列.pdf

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1、78传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第3期基于极化和复用的SAW传感器阵列张领，刘文，王磊(1．武汉邮电科学研究院。湖北武汉430074；2．华中科技大学武汉光电国家实验室。湖北武汉430074)摘要：针对谐振型声表面波(SAW)温度传感器难以灵活构建较大规模传感器阵列的问题，结合天线技术，基于极化和复用的思想，通过频分、时分、空间角度分集和极化，研究实现较大规模的SAW传感器阵列的方法。并通过实际测试，实验结果表明：在略微增加发射天线数目的代价下，阵列规模迅速增

2、大，阵列中的传感器元能得到有效辨识。实验结果验证了设计方法的可行性。关键词：声表面波；传感器阵列；极化和复用；天线中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)03-0078-03SAWsensorsarraybasedonpolarizationandmultiplexingZHANGLing，LIUWen，WANGLei(1．WuhanResearchInstituteofPostsandTelecommunications，Wuhan430074，China；2．NationalLaboratoryfo

3、rOptoelectronicsinWuhan，HuazhongUniversityofScience&Technology，Wuhan430074，China)Abstract：Aimingattheproblemthatresonant—typesurfaceacousticwave(SAW)temperaturesensorisdificulttoconstructlarge—scalesensorarrays，combinatesantennatechnology，basedonideaofpolarizationandmulti

4、plexing，through~equencydivision，timedivision，spaceanglediversityandpolarization，studysonthemethodforimplementinglarge—scaleSAWsensorarray．Throughtheactualtest，theresultsshowthatthearraysizeincreasesrapidlywithaslightincreaseinthecostofthenumberoftransmittingantennas，these

5、nsorelementinthearraycanbeeffectivelyidentified．Experimentalresultsdemonstratethefeasibilityofthedesignmethod．Keywords：surfaceacousticwave(SAW)；sensorarray；polarizationandmultiplexing；antenna0引言多数SAW无源无线传感系统的研究应用集中在单点或是声表面波(surfaceacousticwave，SAW)技术起始于少数点分布的SAW传感系统上。针对面向

6、智能电网设备20世纪60年代末期，逐渐发展成为集声学、电子学、光学、状态监测，由于电气安全距离的要求，要求SAW传感器传压电材料和半导体工艺相结合的一门交叉学科。SAW器感距离远；针对不同类型的电气设备，要求SAW传感器可件可以被开发成测量温度、压力、微位移、湿度、剪应力、化形成不同规模的阵列；但是现有的技术方法还不够成熟，无学气体等类型的传感器，这些不同类型的传感器已经被相法满足要求。所以，面向电网设备状态监测的SAW传感器继开发出来。研究应用主要是解决谐振型SAW传感器阵列元数目与传感距离之间的矛盾。近年来，为了优化资源配置，建设更加

7、稳定可靠的电1SAW技术原理网，电网设备状态在线监测技术受到重视。监测技术的应SAW传播于压电基片表面，当基片本身或基片上覆盖用可以避免意外停机、减少电气事故、延长贵重电气设备的的敏感材料薄膜受到物理或是化学参量作用时，SAW的传使用寿命，可以带来了明显的经济效益。SAW技术引入电播特性发生改变，这些改变会导致传播时延的变化或者谐网设备状态监测后，由于SAW传感器具有无线遥测、无需振频率的偏移，通过对这些变化和偏移量的提取实现以对供电、抗干扰能力强、精度高、成本低、易分布等优点，它待测参量的检测。依据检测原理SAW传感器主要分为在状态监测

8、应用中展现出巨大的潜力。目前在状态监测和2种类型。：延迟型和谐振型，延迟型SAW传感器利用激传感器领域里，国内外已有许多成功应用的实例。然而，大励信号与接收信号在时间上的时延或相位上的变化进行