摘要：介绍了一种依据声外表波器材的无线远距辨认体系的完结。对声外表波技能及声外表波传感器作了扼要的介绍，针对某无线远距辨认体系作了具体的剖析，并给出了测验成果。
１ ＳＡＷ技能简介
声外表波ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）是英国物理学家瑞利在１９世纪８０年代研讨地震波的进程中偶然发现的一种能量集中于地外表传达的声波。１９６５年，美国的怀特和沃尔特默在运用物理杂志上宣布题为“一种新式声外表波声——电转化器”的论文，取得了声外表波技能的关键性打破，能在压电资料外表鼓励声外表波的金属叉指换能器ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ－ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）的创造，大大加快了声外表波技能的开展，相继呈现了许多各具特色的声外表波器材，使这门年青的学科逐渐开展成为一门新式的、声学和电子学相结合的边缘学科。
ＳＡＷ最早的运用是在播送、电视范畴作频率安稳的滤波器之用。现在声外表波技能的运用已涉及到许多学科范畴，如地震学、天文学、雷达通讯及播送电视中的信号处理、航空航天、石油勘探和无损检测等。
２ 声外表波传感器标签的辨认原理
声外表波传感器的根本组成如图１所示。其天线接纳到高频（９１５ＭＨｚ中心频率）鼓励后经过叉指换能器ＩＤＴ（ｉｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）将电磁波转化成声外表波，然后经过一系列反射器（可编程，包含了辨认码）反射回来，再经叉指换能器转化成电磁波经天线发射出去，完结反射进程。
３ 收发器的体系完结
３．１ 大时宽带宽乘积信号
匹配滤波器理论指导下提出的线性调频脉冲紧缩技能，是在宽脉冲内附加线性调频已扩展信号的频带，然后供给了一种时宽和带宽乘积大于１的信号，称为大时宽带宽乘积信号。
线性调频脉冲具有近似矩形的幅频特性和近似平方律的相频特性。一起具有可选择的“时宽带宽积”，一般脉冲信号是单一载频信号，它的时宽带宽积是固定的，大约等于１。而线性调频脉冲信号的时宽和带宽都能够做得很宽，使得时宽带宽积能够做得很大。
大时宽带宽乘积信号因为运用宽脉冲，体系的多普勒分辩力可一起得到进步，有利于战胜峰值功率约束，充分利用发射设备的平均功率，进步信号的能量，有利于增强体系的抗搅扰才能。对有源噪声搅扰来说，因为信号的带宽很大，迫使搅扰及发射宽带噪声，然后降低了搅扰的谱密度。关于答复式搅扰，也因为采用了杂乱的脉内调制，在信号的推迟、扩大、转发进程中会发生更大的畸变，然后得到必定的按捺。至于消沉搅扰则因为进步了体系的分辩才能，抗搅扰功能也有必定的改进。
３．２ 体系方框图 从图４可看到展宽器材的状况，高频部分先抵达，得到的是由高频向低频改变（１７５ＭＨｚ～１５５ＭＨｚ）的推迟时刻为１μｓ的负斜率线性调频脉冲。
依据体系方针要求，笔者规划的某辨认体系的接纳器和发送器完结框图别离如图２、图３所示。
３．３ 体系各部分介绍
(１)本 振
７５０ＭＨｚ及１６５ＭＨｚ本振经过锁相环发生，安稳度在１０－７量级，作为鼓励传感器的发射信号和检测回波信号时延的基准在体系中起着重要作用。
(２)脉冲的扩展
１６５ＭＨｚ的本振脉冲，经过开关截取０．１μｓ宽度的脉冲，经扩大、带通滤波后，得到一个钟形脉冲，送到ＳＡＷ扩展器。ＳＡＷ扩展器的鼓励脉冲能够是一个宽度小于８ｎｓ的窄脉冲，也能够是一个带有载波的钟形脉冲，为了得到较大的功率，在此选用了钟形脉冲。
扩展器的原理图如图４所示。主要由压电晶片（这儿采用了ＬｉＴａＯ３晶体）和光刻在其外表上的叉指换能器组成。触发脉冲输入换能器后，由逆压电效应鼓励作声外表波。传到达输出换能器后，由压电效应转换成与叉指条周期一一对应的电磁波。因为声外表波抵达换能器时刻上的差异，得到了一组频率按线性改变的展宽电脉冲。
(３)天线、ＧａＡｓ射频开关、发射和接纳
从ＳＡＷ扩展器输出的线性调频脉冲经过扩大滤波后，由天线发射出去。
发射天线与接纳天线共用，需求一转换开关。回波信号的弱小要求体系接纳机本地噪声信号有必要很小，因而，要求开关应有很高的隔离度（通断比），不然，本机振荡信号会窜入接纳机而吞没有用信号。因为体系频率高达９１５ＭＨｚ，一般的模仿开关无法满意隔离度的要求。本体系采用了ＧａＡｓ射频开关，这种开关具有较高的隔离度、较低的插损、开关速度快等长处。
天线具有比较窄的方向角，以尽量防止在辨认范围内一起呈现两个辨认卡的景象。发射出的信号若遇到ＳＡＷ辨认卡，会反射回一系列脉冲，脉冲的数量和间隔由辨认卡自身的结构决议。本体系中运用的是２４／４８位的辨认码。
(４)脉冲紧缩
由天线接纳的脉冲信号经过下变频、带通、扩大后送到ＳＡＷ紧缩器，紧缩器的原理与扩展器相似，输出换能器的叉指摆放与扩展器的共轭，由低频向高频改变（１５５ＭＨｚ～１７５ＭＨｚ）。当展宽脉冲进来后，因为时刻上的差异，使各频率的信号一起抵达叉指换能器相应的方位而输出一个被紧缩的脉冲。脉冲的能量按布喇格函数散布。
经过运用ＳＡＷ扩展器和紧缩器，增大了信号的时宽带宽积，然后获得了大约１３ｄＢ的处理增益，进步了体系的多普勒分辩力；因为时域上的展宽，充分利用发射设备的平均功率，进步信号能量，增强了体系的抗搅扰才能。
(５)Ａ／Ｄ采样与ＤＳＰ数据处理
由ＳＡＷ紧缩器输出的信号包含了ＳＡＷ辨认卡的信息，经过Ａ／Ｄ采样后由ＤＳＰ提取辨认卡的信息就完结了辨认进程。
４ 测 试
测验用的辨认卡有２４条反射器，能够构成２４位的辨认码，收发器每隔１２μｓ发射一个１μｓ的问询脉冲。经过辨认卡反射回一组编码脉冲。若对应位为１，则对应反射器反射回波；若为０则不反射。这样由有无回波脉冲就能够判别出该位为１或许０。
编码为１的回来脉冲比编码为０的回来脉冲大２０ｄＢｍ左右，经过信号的处理能够得到很低的误码率，能够快速精确地辨认方针。
声外表波器材的引进，使体系功能得到了很大的进步。辨认间隔能够到达２０ｍ，可用于不断车车辆主动收费辨认体系、路标辨认体系、铁路车辆车号辨认以及列车精确停靠操控等体系。
