[发明专利]询问谐振设备时减少搜索时间和提高搜索精度

说明书

本发明申请要求在2006年1月19日申请的，申请号USSN11/335,183名为“询问谐振设备时减少搜索时间和提高搜索精度的系统和方法”的在先申请的美国专利申请的优先权。

技术领域

本发明总体涉及一种询问如存在于表面声波(SAW)设备中的谐振器元件的系统和方法。该SAW设备可以与轮胎或车轮组件结合用来感测如周围环境温度和压力的物理参数。本主题询问技术的特征在于，与其他已知方法相比减少了搜索时间和提高了搜索精度。

背景技术

电子设备与轮胎结构的结合带来了许多实际的好处。轮胎电子器件包括传感器和其他部件，用来中继轮胎确认参数和用来获得有关轮胎的各种物理参数的信息，如温度、压力、轮胎转数、车速等。这些性能信息在轮胎监测和警告系统中是有用的，甚至有可能与反馈系统一起用来调节适当的胎压水平。

用于确定与轮胎和车轮组件有关的各种参数的一种特殊类型的传感器或者条件响应设备，就是声波设备，如表面声波(SAW)设备。这种SAW设备典型地包括至少一个由沉积于压电衬底上的叉指电极构成的谐振器元件。当电输入信号被应用于SAW设备，所选的电极使得该SAW设备成了转换器，在衬底将输入信号转换为机械波。其余的电极则与转换器的过程相反，产生电输出信号。从SAW设备输出的输出信号的变化，如输出信号的频率、相位和/或幅度变化，对应着SAW设备在传播路径中的变化特性。

在一些SAW设备的实施例中，监测的谐波频率和另外的一些变化提供了足够的信息用来确定SAW设备所经受的，如温度、压力和应变的参数。能够这样运行的SAW设备包括3个独立的谐振器元件。这种SAW设备的具体例子对应于Transense Technologies，PLC所开发的设的参数。能够这样运行的SAW设备包括3个独立的谐振器元件。这种SAW设备的具体例子对应于Transense Technologies，PLC所开发的设备，其中具体的特点在申请号为Nos.2002/0117005(Viles等人)和2004/0020299(Freakes等人)的美国专利申请中都已公开。两者皆为了一切目的通过引用的方式结合于此。

在轮胎工业中，SAW设备典型地是通过无源器件的形式实施，并且由远程发送接收机设备对其进行询问，其中该远程发送接收机设备包括用于发送信号给SAW设备以及用于从SAW设备接收信号的电路。该远程发送接收机设备，或询问器，从远程位置发送各种频率的激励信号给SAW设备。SAW设备在激励期间存储部分该发射能量并随后可以发送处相应的输出信号。询问器的发送信号和接收信号的对比表明了该SAW设备何时在其谐振频率被激励。在专利号为6,765,493(Lonsdale等人)的美国专利和申请号为GB 2,381,074(Kalinin等人)的英国专利申请中可以找到SAW询问技术的例子，两者皆为了一切目的通过引用的方式结合于此。

由于SAW中每个谐振元件的谐振频率随着给定输入参数而改变，因此，在SAW谐振元件的精确谐振频率被确定之前，SAW询问器必须典型地根据一些预先设定的算法发送多个RF询问信号。虽然已经开发了多种不同的询问系统和对应的搜索算法，但是没有出现一种设计能够提供减少搜索时间和提高精度等级的实现SAW询问的技术，而这正是根据本技术下面将要介绍的。

发明内容

考虑在现有技术遇到的和本主题所述的公认特征，开发了一种询问谐振设备的改进的特征和步骤。公开了在不同频率发送询问脉冲，从谐振设备得到辐射的响应水平，以及分析接收到的响应信息用来确定该设备的谐振频率的示意性方法。

根据本公开技术的更特殊方面，可以产生并发送具有不同带宽的RF询问脉冲用来激励一个或多个SAW谐振器元件。通过开始典型步骤为发送并检测对具有相对宽的带宽的询问脉冲的谐振器响应的搜索算法，可以确定谐振设备的谐振频率的大体位置。然后，在被确定的谐振的大体位置附近发送具有更小带宽脉冲的询问脉冲以进一步缩小可能的谐振位置的范围。这种搜索方式提供了比已知的在给定频率范围内的所有可能位置发送相对窄的带宽的脉冲的询问方法更高的效率。