SAW RFID系统原理是什么？

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SAW RFID系统原理是什么？

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基于声表面波的射频识别[1]是集现代电子学、声学和雷达信号处理的新兴技术成就，是有别于IC芯片识别的另一种新型非接触识别技术，被认为是二十一世纪最具有应用潜力的十大技术之一。传统的基于IC标签的RFID系统应用在高温、强电磁干扰的环境中，信息读取存在困难，导致标签失效率高，甚至无法正常工作。由于SAW器件工作在射频波段，无源无线、阅读距离远及环境适应性强，具有ID识别和传感器的双重功能，因此在识别ID的同时获取目标的各种物理指标，如温度、压力及气体浓度等，具有广阔的市场前景。本文设计并利用了声表面波射频识别系统实现被测物体ID识别和温度测量，创造性地应用到矿井监控中。

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1 SAW RFID系统原理及组成
　　一个完整的SAW RFID终端系统[2]由SAW标签、阅读器及应用系统三大部分组成，如图1所示。阅读器是一种具有收发和处理射频信号功能的装置，无源SAW标签放置在被识别的物体表面，用来测量被测物体的相关信息。阅读器通过天线发射一定频率的射频信号，当标签进入阅读器的作用区域内时，阅读器发出的电磁波激活标签电路，标签的能量检测电路将一部分射频信号转换成直流信号能量供其工作，标签获得能量被激活后，将自身的序列号等信息调制到射频信号上,之后通过标签天线发送出去,阅读器接收到标签返回的射频信号后对该信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理。主系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制。

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2 SAW RFID系统设计
　　2.1 SAW标签设计
& |7 }# P8 m5 o. _　　SAW RFID标签[3]主要由叉指换能器、压电基片、反射栅和天线组成。
　　信号在标签中是以声表面波的形式出现，并在基片表面传播。当被测物体的温度发生变化时，声表面波发生频偏，同时按照一定编码规则将变化了的声表面波刻在标签的反射栅上，反射回来形成一系列的声脉冲串。由于反射栅按某种特定规律设计，其反射信号表示规定的编码信息，阅读器接收到的反射高频电脉冲串则带有该物品的特定编码，通过解析和处理，解调出反射栅的编码信息，达到自动识别的目的。同时根据FFT算法提取频偏值，进一步得到被测物体的温度信息。
　　2.2 射频前端模块设计
　　传统射频识别收发机采用超外差接收结构，成本高，电路复杂，不易集成且功耗高。结合零中频[4]的特性，本文采用零中频结构，包括本振器、发射模块和接收模块，克服了镜像频率干扰，降低了开发成本。
　　2.2.1 发射电路的设计
　　915 MHz的发射电路如图2所示。采用LT5519芯片作为上变频混频器，RF输出带宽为0.7 GHz~1.4 GHz。用CASCADE软件设计了π型衰减器，R1=24 Ω，R2=R3=220 Ω，则衰减4 dB。带通滤波器采用B4637，中心频率为915 MHz，带宽26 MHz，插入衰减2.5 dB。可调增益放大器(VGA)采用Sky65111,输入带宽为600 MHz~1 100 MHz，根据标签和阅读器的距离远近，自动增益控制(AGC)模块自适应地调整VGA的增益，使阅读器能够正确接收到标签返回的信息，最大输出功率达33 dBm@915 MHz。