胎壓監(jiān)測系統(tǒng)聲表面波微傳感器的理論分析、設(shè)計與仿真.pdf

1、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）是一種當(dāng)輪胎氣壓與溫度低于正常標(biāo)準(zhǔn)時，能及時提醒駕駛者的系統(tǒng)。不僅保障行車安全而且可以節(jié)約燃油和維修成本。當(dāng)前，TPMS主要有直接式和間接式兩種，其中直接式性能更加優(yōu)越。另外，根據(jù)微傳感器的供能方案直接式TPMS又分為兩種。一種使用有源微傳感器，另一種使用無源微傳感器，無源型微傳感器是當(dāng)前的研究熱點。
　　本課題研究的目的在于對一款新型無源無線聲表面波（SAW）微傳感器的設(shè)計進(jìn)行分析和優(yōu)化。通過理論推導(dǎo)和分

2、析，為此傳感器的設(shè)計提供了理論依據(jù)；計算仿真則有助于其設(shè)計參數(shù)的擇取和優(yōu)化。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　(1)本文定性、定量地討論了在IDT的內(nèi)反射無法忽略的情況下，SAW傳感器的設(shè)計原則。為此，我們借助耦合模理論推出了P矩陣模型新的表示形式。并驗證了該P矩陣形式在分析雙向?qū)ΨQ一致IDT和反射器方面的適用性和精確性。
　　(2)對一款新型無源無線SAW微傳感器的設(shè)計進(jìn)行分析和優(yōu)化。該傳感器是在SAW延遲線型傳感

3、器上連接一個小天線。該傳感器由基質(zhì)、叉指換能器（IDT）和反射器組成。其中IDT采用雙向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)，反射器采用一致短路柵。
　　(3)以分析上述設(shè)計為例討論了該P矩陣形式在聲表面波傳感器設(shè)計中的應(yīng)用。首先，應(yīng)用該P矩陣分析IDT的輸入導(dǎo)納和反射器的反射系數(shù)。分析顯示反射系數(shù)具有恰當(dāng)?shù)膸挕DT的導(dǎo)納將用于設(shè)計天線的阻抗和匹配電納從而實現(xiàn)阻抗匹配。而后，應(yīng)用該P矩陣方法分析IDT激勵SAW的情形，導(dǎo)出插入損耗（IL）的計算方法。分析