[发明专利]宽带激励声表面波器件谐振频率测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式远程测量装置，尤其涉及一种用于识别声表面波器件频率的非接触式远程测量装置。

背景技术

远程非接触式测量技术广泛应用于军事、环保、医学、工业控制等通讯领域，声表面波器件抗干扰能力强，灵敏度高，检测范围内的线性度、重复性好，非常适合用于远程非接触式测量技术。但是因为现有技术中只是针对声表面波器件受到周围环境中物理量、化学量或者生物量的变化而引起的声表面波器件谐振频率的变化作为一种现象观察，而没有对谐振频率进行具体的测量，所以声表面波器件并没有很好的运用到远程非接触式测量技术中。

发明内容

发明目的：提供一种采用宽带激励测量声表面波器件谐振频率的装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种宽带激励声表面波器件谐振频率的测量装置，包括信号处理单元、信号发射单元、天线开关及信号接收单元，所述信号处理单元的内部设定一个信号强度指定值，信号处理单元包括控制单元和A/D处理器，信号发射单元、天线开关及信号接收单元分别受控制单元的控制，信号发射单元包括FPGA、混频器、本振器和功率放大器，信号接收单元包括接收机，FPGA的输出端和本振器的输出端分别连接于混频器的输入端，混频器的输出端连接于功率放大器的输入端，功率放大器的输出端连接于天线开关的发射端，天线开关的接收端连接于信号接收单元的输入端，信号接收单元中接收机的中频信号输出端和RSSI信号输出端分别连接于A/D处理器的输入端，天线开关的公共端连接于具有可逆性的天线。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种利用宽带激励声表面波器件谐振频率的测量装置的测量方法，所述测量方法包括以下步骤：

步骤一，控制单元控制打开信号发射单元和天线开关之间的发射通道，FPGA将FPGA外部ROM的时域信号波形文件调入并产生宽带调制信号，同时，本振器产生本振信号，该本振信号和宽带调制信号经混频器混频后产生射频信号，该射频信号由功率放大器放大后经过天线开关由天线发射出，此时，天线开关和信号接收单元之间的接收通道为关闭的；

步骤二，控制单元控制关闭发射通道，打开天线开关和信号接收单元之间的接收通道，声表面波器件吸收天线发出与声表面波器件本身谐振频率相近的信号，并将该信号反射给天线，反射回的信号经天线开关向信号接收单元输送，信号接收单元对天线中反射回的信号进行处理，由接收机输出中频信号和RSSI信号；

步骤三，A/D处理器对步骤二中输出的中频信号和RSSI信号分别进行采样，信号处理单元将信号强度指定值与RSSI信号进行比较，如果RSSI信号大于信号强度指定值，则进行步骤四的处理；如果RSSI信号小于信号强度指定值，则重复上述步骤一至步骤三的处理；

步骤四，信号处理单元对中频信号的采样数据进行FFT变换处理得到对应的频谱能量数值，频谱能量最大值对应的频率加上接收机的本振频率即为声表面波器件的谐振频率；

最后，关闭接收通道。

工作原理：信号发射单元发射出的信号通过天线发射出去，与声表面波器件谐振频率相近的信号被声表面波器件吸收后反射至天线并经天线开关向信号接收单元输送，信号处理单元中的AD处理器对接收机输出中频信号和RSSI信号分别进行采样，信号处理单元将其内部设定的信号强度指定值与RSSI信号进行强度判断，如果RSSI大于信号强度指定值，信号处理单元对中频信号进行FFT变换得到对应的频谱能量数值，频谱能量最大值对应的频率加上接收机的本振频率即为声表面波器件的谐振频率；如果RSSI信号小于信号强度指定值，则重复上述过程，重新进行发射和接收处理。

有益效果：FPGA调入时域信号波形文件并产生宽带调制信号，使得发射单元发射的宽带调制信号具有多个频点的能量，即发射单元可以同时发射多个频点的射频信号，避免了依次发射及接收多个频点的信号带来的不便，在一个收发周期内就可以完成对声表面波器件的谐振频率测量，提高了系统的测量速度，降低了整体功耗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工作流程图；

图3是一组指定频点信号的频谱图；

图4是A/D处理器采样后信号的频谱图。

具体实施方式

请参图1，宽带激励声表面波器件谐振频率的测量装置包括信号处理单元1、信号发射单元2、天线开关3、信号接收单元4及天线5。