SAW 无源电子标签工作原理

Ber_thaw99

声表面波器件技术

- t- o. b2 V9 U6 d% Y2 X声表面波(SAW)是传播于压电晶体表面的机械波，其声速仅为电磁波速的十万分之一，传播衰耗很小。SAW 器件是在压电基片上采用微电子工艺技术制作叉指形电声换能器和反射器耦合器等，利用基片材料的压电效应，通过输入叉指换能器(IDT)将电信号转换成声信号，并局限在基片表面传播，输出 IDT 将声信号恢复成电信号，实现电 - 声 - 电的变换过程，完成电信号处理过程，获得各种用途的电子器件。采用了先进微电子加工技术制造的声表面波器件，具有体积小、重量轻、可靠性高、一致性好、多功能以及设计灵活等优点，在通信、电视、遥控和报警系统中已得到广泛应用，数以亿计的手机和电视机中都应用了多个声表面波滤波器。随着加工工艺的飞速发展，SAW 器件的工作频率已覆盖 10MHz～2.5GHz，是现代信息化产业不可或缺的关键元器件。


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SAW 无源电子标签工作原理
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SAW 无源电子标签采用反射调制方式完成电子标签信息向阅读器的传送。
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- b! a4 Y8 Y7 ]. |- USAW 标签是由叉指换能器和若干反射器组成，换能器的两条总线与电子标签的天线相连接。阅读器的天线周期地发送高频询问脉冲，在电子标签天线的接收范围内，被接收到的高频脉冲通过叉指换能器转变成声表面波，并在晶体表面传播。反射器组对入射表面波部分反射，并返回到叉指换能器，叉指换能器又将反射声脉冲串转变成高频电脉冲串。如果将反射器组按某种特定的规律设计，使其反射信号表示规定的编码信息，那么阅读器接收到的反射高频电脉冲串就带有该物品的特定编码。通过解调与处理，达到自动识别的目的。

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由于声表面波传播速度低，有效的反射脉冲串在经过几微秒的延迟时间后才回到阅读器，在此延迟期间，来自阅读器周围的干扰反射已衰减，不会对声表面波电子标签的有效信号产生干扰。

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SAW 无源电子标签应用
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利用声表面波技术的电子标签始于上世纪 80 年代末，近年来声表面波标签的研究成为一个热点。声表面波电子标签是应用现代电子学、声学、半导体平面工艺技术和雷达及信号处理技术的系统新成就，它是有别于 IC 芯片识别的另一种新型非接触自动识别技术。



! Q+ W2 J: T+ M2 a4 X由于 SAW 器件本身工作在射频波段，无源且抗电磁干扰能力强，因此 SAW 技术实现的电子标签具有一定独特的优势，是对集成电路技术的补充。其主要特点是：



& A8 u/ g" G) M  c- c& @  o1. 读取范围大且可靠，可达数米;
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2. 可使用在金属和液体产品上;
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3. 标签芯片与天线匹配简单，制作工艺成本低;

4. 不仅能识别静止物体，而且能识别速度达 300 千米 / 小时的高速运动物体;

8 t' \/ y9 _4 }- t5. 可在高温差(-100℃～300℃)、强电磁干扰等恶劣环境下使用。
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电子标签技术应用领域非常广泛，包括物流管理、路桥收费、公共交通、门禁控制、防伪、农场的健康与安全监控识别、超市防盗和收费、航空行李分拣、邮包跟踪、工厂装配流水线控制和跟踪、设备和资产管理、体育竞赛等。



8 e9 N4 h# j& p/ V" jSAW 标签也适用于压力、应力、扭曲、加速度和温度等参数变化的测量，如铁路红外轴温探测系统的热轴定位、轨道衡、超偏载检测系统、汽车轮胎压力等。
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) l- G$ D* z8 l( `6 S. u; @" {德国的 Baumer Ident GmbH 公司生产的 OIS-W 声表面波标签、Siemens 公司的 SOFIS 声表面波系统已成功用于挪威奥斯陆汽车过桥自动收费系统以及德国慕尼黑火车进站定位系统。在美国，Identtronix、i-Ray、RF-SAW 等公司也均生产商业化的 SAW 电子标签。

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