大容量编码SAW-RFID中衍射和体波散射的抑制

大容量编码的声表面波射频标签在远场区将产生无法补偿的衍射损耗。衍射效应还造成反射回波包络与载波相位的畸变，导致解码误差增加，编码效率降低。利用格林函数结合边界元精确模型，以YZ-铌酸锂基片上稀疏电极的体波散射机理研究为基础，通过改变短反射栅中电极结构和间距进行慢切变波和体纵波的分别干涉、抵消，达到体波散射抑制快于反射率下降的目的，从而构造出反射-散射比至少大于1.4的短反射栅，使YZ-铌酸锂成为实用的声表面波射频标签基片材料。本研究方案能有效地抑制器件中的衍射效应，从而为设计出编码容量满足相关国际标准的声表面波射频标签奠定基础。

针对大容量编码的声表面波射频标签在远场区将产生无法补偿的衍射损耗问题，利用格林函数结合边界元精确模型，研究了YZ-LiNbO3压电基片上的瑞利波在稀疏电极短反射栅上的反射和体波散射。研究发现，采用短路指作为反射栅一方面自然地抑制了衍射，另一方面，同样可获得与128°YX-LiNbO3基片上反射散射比性能接近的反射栅。为满足特定需求（例如：高温应用），需要采用层状材料作为SAW RFID基底，或者反射栅可能不再只是金属电极，而是可能的沟槽等复杂边界条件，课题组还在国际上较早地开展了采用纯有限元软件（不再使用边界元）进行短反射栅反射率、透射率的研究，尤其是利用波数域分析反射和散射。.课题组在国际上首次提出并设计制作了Reed-Solomon数据纠错功能同时又保持大编码容量的SAW标签样品，该编码方法确保了标签读取的可靠性，为其成功地应用奠定了基础。采用128°YX-LiNbO3研制出可在360℃温度范围下工作并兼具温度测量的大编码容量SAW RFID系统在国际上首次成功应用于机场助航灯管理系统中，还将SAW RFID成功地推广到智慧城市地下管网探测，探测深度达到70厘米，成功满足了所有基于半导体技术的RFID均无法实现的应用需求。