聲表面波射頻辨識標(biāo)簽與系統(tǒng)研究.pdf

1、基于聲表面波(SAW)技術(shù)的射頻標(biāo)簽具有純無源、閱讀距離遠(yuǎn)、環(huán)境適應(yīng)性強等特點，正在逐步受到大家的關(guān)注。 本文對基于聲表面波的射頻標(biāo)簽系統(tǒng)和閱讀器進行了理論研究，著重在提高標(biāo)簽識別率、多標(biāo)簽辨識和提高檢測精度等方面。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計制作了一套完整的SAW標(biāo)簽系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容如下： 首先，介紹了SAW標(biāo)簽系統(tǒng)的遠(yuǎn)場工作條件，分析了閱讀器天線和聲表面波標(biāo)簽天線的鏈路模型。并對SAW標(biāo)簽設(shè)計相關(guān)的SAW技術(shù)進行了論述。

2、 其次，討論了SAW標(biāo)簽的各種編碼方法及其特點；分析了反射柵多次反射的影響；討論了SAW標(biāo)簽材料的選擇。 第三，在射頻識別系統(tǒng)空間傳播技術(shù)和信號檢測原理分析的基礎(chǔ)上，對SAW標(biāo)簽閱讀器系統(tǒng)設(shè)計做了理論分析。闡述了時域采樣和頻域采樣時的不同檢測原理和系統(tǒng)組成及各自工作特點，據(jù)此確定本文采用時域采樣的閱讀器設(shè)計方案。 著重分析了時域采樣下的檢測理論方法，包括振幅檢測、相位檢測和相位估計方法。指出在大信噪比時，采用振幅檢測能

3、夠獲得更高的檢測概率；而在小信噪比時，相位檢測則能夠更好地利用有用信息。同時，針對振幅檢測和相位檢測在不同信噪比下的各自檢測特點，采用基于檢測距離的單標(biāo)簽融合檢測方法來提高閱讀識別率。 第四，由于SAW標(biāo)簽是純無源標(biāo)簽，不具有任何數(shù)據(jù)處理能力，因此多目標(biāo)識別是SAW標(biāo)簽系統(tǒng)的一個難點。本文分析并指出了各種防沖突方法的優(yōu)點和存在的不足。在此基礎(chǔ)上，采用基于Walsh域的匹配門限濾波方法來對多目標(biāo)進行辨識。并采用濾波門限的方法保證了

4、運算速度。 第五，反射脈沖的峰值和位置是標(biāo)簽解碼的兩個主要參數(shù)。本文采用基于最小均方誤差的權(quán)重數(shù)據(jù)融合方法來估計標(biāo)簽的脈沖響應(yīng)的幅度和位置信息。 第六，設(shè)計了一套完整的SAW射頻識別系統(tǒng)，包括SAW標(biāo)簽和閱讀器。SAW標(biāo)簽是按照本文提出的多目標(biāo)辨識方法篩選并制作。閱讀器包括射頻發(fā)射機、接收機、高速數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)信號處理等部分，實現(xiàn)了對標(biāo)簽信息的幅度檢測和相位檢測。并提出了提高閱讀器射頻通道隔離度的改進措施，在系統(tǒng)工作頻段

5、上，將閱讀器查詢信號的隔離度提高到60dB。 最后試驗測試了SAW標(biāo)簽辨識系統(tǒng)，其閱讀距離達(dá)到4.5米以上，驗證了基于檢測距離來提高單標(biāo)簽識別率的融合方法，并測試了多目標(biāo)標(biāo)簽的識別能力。 本文的主要創(chuàng)新點： 1.提出了基于檢測距離的融合檢測方法來提高單標(biāo)簽閱讀識別率。 2.提出了基于Walsh域的多目標(biāo)辨識方法。并進一步提出采用濾波門限的方法保證了運算速度。 3.提出基于匹配追蹤-小波包原子分解估