分布式声表面波谐振器及声表面波传感系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种声表面波传感器，具体地说，是涉及一种分布式声表面波谐振器。
【背景技术】
[0002] 射频识别（RFID，RadioRrequen巧Identification)技术是一种应用非接触式标 签的技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。单端口声表面波（SAW)谐 振器即属于射频识别产品中的的一个重要组成部分，包含叉指换能器（IDT)W及反射栅，反 射栅用于构成一个声学谐振腔，叉指换能器用于进行声-电的相互转换。
[0003] IDT在基片表面激励的声表面波在反射栅间来回反射叠加，当外部信号激励频率 f等于SAW谐振器的中必频率fO时，将在谐振腔内形成驻波发生谐振，谐振频率fO是SAW 谐振器的重要特征参数，外界的微扰变化巧日匹配网络的电抗值变化)，会带来输出中必频 率fO的变化，中必频率fO的变化直接反映被测信息。
[0004] 在分布式声表面波无源无线温度传感系统中，分别用于测量不同参数，因此中必 频率互不相同，目的是为了防止中必频率一致产生频率干扰的问题。然而，具有多个中必频 率的传感器，相应具有传感器结构复杂，制作成本高的问题。
[0005] 专利公布号CN101877073A的中国专利申请，涉及一种可现场编程的声表面波射 频电子标签，所述的声表面波电子标签的每根反射栅条两端均设有触点，且送些分布式反 射栅条之间互不连接；所述的声表面波电子标签还包括与其层叠设置的具有开关功能的 集成电路芯片，该集成电路芯片的外接触点和声表面波电子标签的反射栅阵的触点一一对 应设置，并通过现场编程控制开关电路，控制分布式反射栅阵的任何两个触点之间的开路 与短路连接。该发明与现有的集成电路设计相结合，利用现有的集成电路实现的开关阵，改 变反射栅阵各个反射栅条的开路和短路，实现声表面波射频电子标签的现场可编程，增强 其设计的多功能性和灵活性。但是，该种结构的声表面波射频电子标签具有W下不足：1、通 过将集成电路芯片设置在反射栅上，一个反射栅只能监测一个中必频率值，当需要监测多 个中必频率值时，需要设置多个反射栅，相应的需要较大面积的压电基片用于安装反射栅， 一方面提高了传感器的制造成本，另外一方面增加了传感器的体积，不适合市场对产品的 小型化需求。2、由于声波在反射栅之间反射传输具有能量损失，当设置多个反射栅时，声波 传输到最后一个反射栅的能量损失会很大，相应的灵敏度和可靠性均会降低，而且信号遭 受较大的能量损失后，其传输距离也相应变短。
【发明内容】
[0006] 本发明为了解决现有声表面波传感器占用体积大的技术问题，提供了一种声表面 波谐振器型振动传感器。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案予W实现： 一种分布式声表面波谐振器，包括第一天线、匹配网络、反射栅、W及叉指换能器，所述 至少反射栅、W及叉指换能器设置在压电基片上，所述匹配网络包括由至少一个电容和至 少一个电感组成的最佳匹配网络，所述最佳匹配网络还并联有开关电路，所述开关电路包 括若干个相并联的支路，每个支路上设置有至少一个电容和/或电感器件，所述开关电路 的各支路上还设置有用于控制该支路导通状态的开关。
[0008] 进一步的，所述开关电路为现场编程控制开关电路，所述开关电路的各支路的开 关接受现场编程控制逻辑器件的控制。
[0009] 进一步的，所述现场编程控制逻辑器件包括n组外接触点，所述现场编程控制开 关电路的每一支路中都串联有一组外接触点，所述现场编程控制逻辑器件通过编程控制各 组外接触点的导通状态，其中n不小于所述开关电路所包括的支路数。
[0010] 进一步的，所述分布式声表面波谐振器最多对应2"个中必频率。
[0011] 其中，所述最佳匹配网络由第一电容（Cl)和第一电感（LI)相串联组成，所述现场 编程控制开关电路并联在所述最佳匹配网络组成的串联电路的两端。
[0012] 或者，所述最佳匹配网络由第一电容（Cl)和第一电感（LI)相串联组成，所述现场 编程控制开关电路并联在所述第一电感（LI)的两端。
[0013] 再者，所述最佳匹配网络由第一电容（Cl)和第一电感（LI)相串联组成，所述现场 编程控制开关电路并联在所述第一电容（Cl)的两端。
[0014] 基于上述的一种分布式声表面波谐振器，本发明同时提供了一种分布式声表面波 无源无线传感系统，包括阅读器、信号处理模块，所述阅读器上设置有第二天线，还包括如 权利要求1-7任一项权利要求所述的分布式声表面波谐振器。
[0015] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是；本发明的一种分布式声表面波谐 振器，通过在匹配网络中设置开关电路，所述开关电路包括若干个相并联的支路，每个支路 上设置有至少一个电容和/或电感器件，当匹配网络接入不同的支路时，相应的谐振器对 应一个中必频率，通过控制改变接入的支路，即可改变谐振器的中必频率，电路容易实现， 电路结构简单，占用空间小，无需增加压电基片的面积，有利于节省成本。
[0016] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更 加清楚。
【附图说明】
[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据送些附图获得其他的附图。
[0018] 图1是本发明所提出的分布式声表面波谐振器的一种实施例结构示意图； 图2是图1中分布式声表面波谐振器的匹配网络的原理方框图； 图3是图2中匹配网络的电路原理图； 图4是图3中匹配网络电路的等效电路图； 图5是实施例H中谐振器等效电路模型图； 图6是实施例四中谐振器反射率与频率关系曲线图； 图7是本发明说提出的分布式声表面波无源无线传感系统一种实施例的方框图。
【具体实施方式】
[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020] 实施例一，参见图1所示，本实施例提供了一种分布式声表面波谐振器，包括天线 101、匹配网络102、反射栅103、W及叉指换能器104,至少反射栅103、W及叉指换能器104 设置在压电基片105上，参见图2所示，匹配网络102包括由至少一个电容和至少一个电 感组成的最佳匹配网络，该最佳匹配网络还并联有开关电路，所述开关电路包括若干个相 并联的支路，每个支路上设置有至少一个电容和/或电感器件，所述开关电路的各支路上 还设置有用于控制该支路导通状态的开关。本实施例的分布式声表面波谐振器的工作原 理是；天线101接收激励信号，本实施例在匹配网络上增设开关电路，通过控制改变接入的 支路，即可改变谐振器的中必频率，进而改变匹配网络接入至叉指换能器信号的中必频率， 实现了一个谐振器可灵活设置改变其中必频率，在分布式声表面波无源无线温度传感系统 中，分别用于测量不同参数，避免了中必频率产生频率干扰的问题，电路容易实现，电路结 构简单，占用空间小，无需增加压电基片的面积，有利于节省成本。需要说明的是，各支路上 设置的电抗元件可W分别单独是电容或电感，也可W是电容和电感的组合，电抗元件的设 置个数可W随意组合，满足将其所在支路并入时会将匹配网络的中必频率值改变即可。本 实施例中的分布式声表面波谐振器可W为单端口谐振器或双端口谐振器。
[0021] 实施例二，本实施例给出了一种分布式声表面波谐振器的一种优选电路，其中，开 关电路采用现场编程控制开关电路，参见图3所示，所述开关电路的各支路的开关接受现 场编程控制逻辑器件Pl的控制。
[0022] 作为一个优选实施例，现场编程控制逻辑器件Pl包括n组外接触点，在本实施例 图3中给出了 3组外接触点，分别为（M1，M2)、（N1，N2)、（Q1，Q2)，该3组触点分别接入至开 关电路的3个支路中，也即，开关电路的每一支路中都串联有一组外接触点，现场编程控制 逻辑器件Pl通过编程控制各组外接触点的导通状态，例如，当现场编程控制逻辑器件Pl控 巧[J(Ml，M2)导通时，其所在支路的电容C2被接入匹配网络，通过现场编程控制逻辑器件Pl 控制接入支路不同，进而改变匹配网络的电抗值，进而改变匹配网络的中必频率，其中n不 小于所述开关电路所包括的支路数。本实施例采用现场编程控制逻辑器件P1，用于半定制、 全定制电路设计。可现场编程逻辑器件（PLD)不仅包括比较简单的PROM、EPROM、EEPR0M， 还有中高级PLA、PAL、GAL、EPLD、CPLD、FPGA等多种形式。为满