基于相关叉指换能器的声表面波标签防碰撞研究
基于声表面波标签的射频识别系统应用范围广泛，但当多标签同时被激励时，各标签回波信号可能发生混叠，即出现标签碰撞问题，以致系统无法正确识别目标物体。因此，论文在归纳总结国内外多种声表面波防碰撞方法实现原理、研究现状及存在的主要问题的基础上，设计了一种基于相关叉指换能器的声表面波标签，为解决声表面波防碰撞问题提供了一种新的思路。并通过理论分析、仿真设计、实物测试以及系统测试，对标签的防碰撞性能进行了较为完整的研究，证明了其用于解决声表面波防碰撞问题的可行性，为进一步拓展声表面波射频识别系统的应用范围提供了可能。与此同时，证明了研究过程中建立的用于设计、优化、测试防碰撞标签性能的MATLAB仿真模型、COMSOL仿真模型及ADS半物理测试平台均具有可靠性，且各具独特应用价值，为防碰撞标签的优化设计与性能分析，提供了一套较为完整、方便、有效、低成本的研究方法。 在理论分析方面，论文在与典型声表面波射频识别系统的对比中，首先分析了采用基于相关叉指换能器的声表面波标签的射频识别系统的组成及防碰撞原理。然后，重点分析了标签防碰撞核心单元——相关叉指换能器的编码结构、相关特性、对称性问题和叉指稀化问题。最后，总结了标签的关键设计参数。在仿真设计方面，首先利用MATLAB软件设计了标签的防碰撞编码方案，建立了基于δ函数的标签仿真模型，对标签的自相关激励信号及防碰撞性能进行了仿真验证。其次，利用COMSOL软件建立了标签的二维有限元仿真模型，对标签的结构进行了优化设计。最后，根据仿真结果设计了包含17种不同类型标签的实物制作方案。在实验测试方面，首先构建了基于ADS的半物理测试平台，对相关叉指换能器的对称性问题、稀化问题，以及标签的自相关和防碰撞性能进行了测试分析，并选出了具有良好防碰撞性能的防碰撞标签组。然后，设计了两种不同的防碰撞识别系统——基于双端口标签的半无线系统和基于单端口标签的无线系统。最后，利用上述ADS分析得到的防碰撞标签组及自制的阅读器搭建了实际测试系统，实验测试了两种系统的防碰撞识别性能。
叉指换能器;声表面波标签;射频识别;防碰撞性能;阅读器
南京航空航天大学
硕士
测试计量技术及仪器
陈智军
2017
中文
TN65;TN712.6
88
2018-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）