声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)器件具有精度高、体积小、抗干扰能力强、可无源无线等优点,随着对不同工作原理的SAW传感器件的研究,应用前景越来越广泛。不同的应用场合对器件性能要求大有不同,因此对SAW器件本身性能的优化、实现无源无线功能的匹配天线设计以及信号传输电路设计的研究对提高SAW传感器性能具有重要意义。本课题主要针对声表面波传感机理,设计新型声表面波压力传感器,并对与其匹配的无线传输模块进行理论分析和方案设计。具体研究工作分为以下三点:(1)基于声表面波传感机理,对传感器的压电基底材料进行分析,研究不同压电基底的适用场合和适用范围,确定SAW传感器件基底材料;通过对等效电路模型的分析,设计叉指换能器(Inter-digital Transducers,IDT)结构和反射栅结构,并建立单对叉指的IDT模型,研究IDT中不同结构设计参数对SAW器件本征频率的影响;利用COMSOL软件对其进行建模分析,建立参数拟合曲线,考虑加工工艺和模型误差,优化出本征频率为915MHz左右的IDT结构设计参数。通过有限元算法分析基底材料的应力应变和压电效应,确定传感器IDT结构和反射栅的实际刻蚀位置,并对实际加工基片进行测试,研究SAW压力传感器工作性能。(2)为解决声表面波压力传感器的信号传输问题,通过天线理论研究,分析天线设计性能参数,与SAW工作原理结合,设计声表面波传输匹配天线。通过HFSS软件仿真天线各结构长度对工作频率和特性指标的影响,确定信号传输天线的具体结构尺寸。通过HFSS软件验证,设计工作带宽为105MHz,阻抗为(50.335+2.095j)?的天线,再通过对天线小型化技术的研究,将设计天线进行小型化处理,最终得到工作带宽为84MHz,在915MHz处,天线的阻抗为(50.845+4.535j)?的天线设计。(3)为解决声表面波压力传感器工作频率高、信号在高频段采集的准确率低等问题,本课题设计了声表面波信号调理电路,提高SAW器件的信号采集精度。通过双路信号发信电路减少因外界环境引入的干扰;通过对信号进行混频处理,降低信号频段,减少高次杂波的干扰;再利用信号处理电路,通过滤波、放大整形等电路设计,保证声表面波被测变量的准确性,增加被测变量的可读性;最后通过Multisim高频设计软件对设计电路建模分析,仿真结果证明本课题建立的信号调理电路模型具有良好的信号处理能力。