在工业物联网、军事战术互联网技术飞速发展的信息化时代背景下,研究声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)压力传感器,探索无线无源传感测量技术及其系统构建,对于丰富无线无源传感手段和方法,推动SAW传感器在工业、军事领域的应用,具有重要的学术意义和应用价值。论文主要是对SAW压力传感器及其无线无源测量系统进行了理论分析、方案设计和实验研究,并探讨了其在工业、军事领域的应用方向。论文首先阐明了SAW传感技术发展的时代背景,分析了SAW压力传感器、无线无源测量系统的研究现状,提出了本文的基本研究思路与研究内容。论文从声表面波器件的基本构成与工作原理出发,分析对比了延迟型、谐振型两类SAW传感器性能优劣与应用特点;详细推导了SAW在非压电介质、压电介质中传播的波动方程,并求解了自由边界条件下的SAW波速;利用有效弹性常数引入了外部压力的作用,和广义Green函数联合求解,推导了压力作用下SAW波速的变化,并利用Matlab软件对表面压力载荷作用下压电介质中的SAW波速进行了数值计算,验证了压力增量与SAW波速增量之间有较好的线性关系。论文分析了影响谐振型SAW传感器灵敏度与可靠性的主要因素,明确了本文研究的高灵敏SAW压力传感器的设计依据;从SAW器件本身的敏感特性出发,对于非封装条件下、直接感知外部压力的表面式压力敏感结构进行了研究,实验测试表明,其灵敏度较高(725Hz/kPa或889Hz/g),但重复性误差、一致性误差较大;在此基础上,综合考虑影响SAW压力传感器性能的各种制约因素,设计了一种双平行四片簧导向的简支梁式SAW压力传感器结构,外力通过导向机构以集中载荷方式地加载在简支梁结构中央,压力传感信号引自简支梁结构受力变形的锚点;通过ANSYS软件仿真表明,压力传递过程中该导向机构的偏差位移(水平方向)与有效位移(垂直方向)之间的比值为0.21426‰,导向精度极高;设计了静力学加载实验,发现其具有较高的灵敏度(520Hz/kPa或425Hz/g),而且重复性误差、一致性误差较小,分别只有1.71%FS和1.41%FS。论文从工作原理入手,详细分析了无线无源SAW测量系统的工作环节与各个关键组成部分,针对性设计了激励信号源、收发开关、测量/传感天线、AGCA与EMC电路,在此基础上设计了基于虚拟仪器(Virtual Instrument,VI)的无线无源压力传感与测量系统,提出了一种基于Welch法和改进型Rife算法联合求解的频率估计方法,在减小估计误差的同时也改进了测量分辨率。基于专门的虚拟仪器实验平台的测试表明,该系统的有效测量距离可达5m,在此距离范围内,其测量结果与传统的利用网络分析仪进行有线式人工测量的结果高度吻合,两者拟合特性曲线的线性误差只有0.8%,同时其在100Hz~10GHz频段内、电磁环境综合场强为1.6V/m的环境条件下,测量结果是准确有效的。论文最后分析了特殊应用环境的参数测量对于传感器的无线无源要求,探讨了无线无源SAW压力传感器在工业领域、军事领域的应用前景。将SAW压力传感器引入到了某型设备装配压力与温度监测、多参数无线无源传感器网络节点的军事应用中,针对其系统方案提出了可行的设计思路。