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基于矢量阅读器的声表面波传感器频率估计优化
1
作者
卢铭瑞
徐静宁
+2 位作者
蔡飞达
张勇斌
赵万生
《压电与声光》
北大核心
2025年第2期238-245,共8页
在进行无线无源声表面波(SAW)传感器测量时,谐振频率估计的稳定性不佳会限制声表面波阅读器测量系统的性能。为提高频率估计的稳定性,基于传统功率谱频率估计方法引入了相位检波技术,设计了一种矢量阅读器架构以获取矢量频谱,并提出了...
在进行无线无源声表面波(SAW)传感器测量时,谐振频率估计的稳定性不佳会限制声表面波阅读器测量系统的性能。为提高频率估计的稳定性,基于传统功率谱频率估计方法引入了相位检波技术,设计了一种矢量阅读器架构以获取矢量频谱,并提出了一种结合相位测量和滤波处理的优化方法。该方法采用逆快速傅里叶变换(IFFT)和有限冲激响应(FIR)滤波方法提升回波信号的信噪比,并结合多种模型拟合方法,针对不同峰型特征的谐振频率进行优化估计。为验证该方法的有效性,构建了SAW传感器无线无源测试平台,并开展了无线频率测试实验。采集多组SAW回波信号数据进行处理。实验结果表明,经过滤波处理后,回波信号的信噪比提升了约17 dB,而结合拟合方法优化后,谐振频率估计的标准差低于0.5 kHz。该方法能有效提高声表面波阅读器系统的频率估计灵敏度和稳定性。
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关键词
声表面波
谐振频率估计
无线无源矢量阅读器
有限冲激响应滤波
信号拟合方法
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职称材料
考虑封装的SAW谐振式传感器仿真研究
被引量：
3
2
作者
蔡飞达
李红浪
+2 位作者
柯亚兵
田亚会
卢孜筱
《压电与声光》
CAS
北大核心
2019年第1期9-11,16,共4页
针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出...
针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出封装的S参数;对芯片及封装结构S参数在电路仿真软件ADS中进行结合,得出考虑封装的SAW谐振式传感器仿真结果。实验制作了工作在428.5 MHz的SAW单端谐振传感器,采用该文所述方法仿真的理论结果与实验测量结果更接近,验证了上述方法的可行性。
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关键词
声表面波
谐振式传感器
传感器封装
电磁仿真
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职称材料
一种基于奇异值分解的SAW传感器频率估计算法
被引量：
3
3
作者
肖学蕊
李红浪
+4 位作者
陈淑芬
蔡飞达
柯亚兵
田亚会
邹正峰
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2017年第4期487-489,共3页
在声表面波(SAW)谐振式无线传感器的频率估计中,该文提出了一种奇异值分解(SVD)与快速傅里叶变换(FFT)相结合的频率估计算法。首先采用重复采样的方法对无线SAW谐振器回波信号进行提取,然后在FFT之前利用SVD法去除回波信号中的白噪声,...
在声表面波(SAW)谐振式无线传感器的频率估计中,该文提出了一种奇异值分解(SVD)与快速傅里叶变换(FFT)相结合的频率估计算法。首先采用重复采样的方法对无线SAW谐振器回波信号进行提取,然后在FFT之前利用SVD法去除回波信号中的白噪声,最后通过高斯曲线拟合法对FFT算出的频率进行校正。运用该算法得到的频率均方误差为1.53×103,而直接用FFT算法均方误差为2.38×10~3,均方误差减小了55%。可见,利用该SVD与FFT相结合的频率估计算法在准确度、稳定性方面都有很大改善,且该算法操作简单,易于实现。
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关键词
声表面波(SAW)
谐振器
频率估计
傅里叶变换(FFT)
奇异值分解(SVD)
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职称材料
题名
基于矢量阅读器的声表面波传感器频率估计优化
1
作者
卢铭瑞
徐静宁
蔡飞达
张勇斌
赵万生
机构
上海交通大学机械与动力工程学院
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所
中国科学院声学研究所
出处
《压电与声光》
北大核心
2025年第2期238-245,共8页
基金
宁波科技创新2025重大专目(2022Z067)。
文摘
在进行无线无源声表面波(SAW)传感器测量时,谐振频率估计的稳定性不佳会限制声表面波阅读器测量系统的性能。为提高频率估计的稳定性,基于传统功率谱频率估计方法引入了相位检波技术,设计了一种矢量阅读器架构以获取矢量频谱,并提出了一种结合相位测量和滤波处理的优化方法。该方法采用逆快速傅里叶变换(IFFT)和有限冲激响应(FIR)滤波方法提升回波信号的信噪比,并结合多种模型拟合方法,针对不同峰型特征的谐振频率进行优化估计。为验证该方法的有效性,构建了SAW传感器无线无源测试平台,并开展了无线频率测试实验。采集多组SAW回波信号数据进行处理。实验结果表明,经过滤波处理后,回波信号的信噪比提升了约17 dB,而结合拟合方法优化后,谐振频率估计的标准差低于0.5 kHz。该方法能有效提高声表面波阅读器系统的频率估计灵敏度和稳定性。
关键词
声表面波
谐振频率估计
无线无源矢量阅读器
有限冲激响应滤波
信号拟合方法
Keywords
surface acoustic wave
resonant frequency estimation
wireless passive vector reader
FIR filtering
signal fitting methods
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
TN65 [电子电信—电路与系统]
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职称材料
题名
考虑封装的SAW谐振式传感器仿真研究
被引量：
3
2
作者
蔡飞达
李红浪
柯亚兵
田亚会
卢孜筱
机构
中国科学院声学研究所
中国科学院大学
出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2019年第1期9-11,16,共4页
基金
国家重点研发计划基金资助项目(2016YFB0402705)
国家自然科学基金资助项目(61627816)
文摘
针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出封装的S参数;对芯片及封装结构S参数在电路仿真软件ADS中进行结合,得出考虑封装的SAW谐振式传感器仿真结果。实验制作了工作在428.5 MHz的SAW单端谐振传感器,采用该文所述方法仿真的理论结果与实验测量结果更接近,验证了上述方法的可行性。
关键词
声表面波
谐振式传感器
传感器封装
电磁仿真
Keywords
SAW
resonant sensor
sensor package
electromagnetic simulation
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
TM283 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
一种基于奇异值分解的SAW传感器频率估计算法
被引量：
3
3
作者
肖学蕊
李红浪
陈淑芬
蔡飞达
柯亚兵
田亚会
邹正峰
机构
北京理工大学光电学院
中国科学院声学研究所
出处
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2017年第4期487-489,共3页
基金
国家重点研发基金资助项目(No.2016YFB0402705)
青岛橡胶行业智库联合基金资助项目(EVE-KJ-ZK-005)
国家自然科学基金资助项目(11304346)
文摘
在声表面波(SAW)谐振式无线传感器的频率估计中,该文提出了一种奇异值分解(SVD)与快速傅里叶变换(FFT)相结合的频率估计算法。首先采用重复采样的方法对无线SAW谐振器回波信号进行提取,然后在FFT之前利用SVD法去除回波信号中的白噪声,最后通过高斯曲线拟合法对FFT算出的频率进行校正。运用该算法得到的频率均方误差为1.53×103,而直接用FFT算法均方误差为2.38×10~3,均方误差减小了55%。可见,利用该SVD与FFT相结合的频率估计算法在准确度、稳定性方面都有很大改善,且该算法操作简单,易于实现。
关键词
声表面波(SAW)
谐振器
频率估计
傅里叶变换(FFT)
奇异值分解(SVD)
Keywords
SAW
resonator
frequency estimation
FFT
SVD
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于矢量阅读器的声表面波传感器频率估计优化
卢铭瑞
徐静宁
蔡飞达
张勇斌
赵万生
《压电与声光》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
考虑封装的SAW谐振式传感器仿真研究
蔡飞达
李红浪
柯亚兵
田亚会
卢孜筱
《压电与声光》
CAS
北大核心
2019
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
一种基于奇异值分解的SAW传感器频率估计算法
肖学蕊
李红浪
陈淑芬
蔡飞达
柯亚兵
田亚会
邹正峰
《压电与声光》
CSCD
北大核心
2017
3
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职称材料
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