本论文针对轮胎压力监测系统对传感器的具体需求,对轮胎压力监测系统中核心器件传感器的设计、分析、优化和检测方法进行了系统而深入的研究,提出一种新型无源SAW温度压力传感器的设计方法。研究内容主要包括以下几个方面:首先,本文对基于SAW延迟线理论的温度压力传感器结构设计方法进行了系统的研究。以SAW延迟线理论为基础,针对传感器需要同时测量温度和压力两个物理量的要求,给出了一种有别于传统SAW延迟线传感器结构的设计方法。用双向反射器配置方案对传感器进行设计,即将反射器放置在IDT产生的SAW传输路径两侧,这样的结构可以使得SAW能量充分运用,传感器RF脉冲回波信号强度有所提升和信噪比高的优点。这种结构设计为延迟线型SAW传感器提供一种新的设计思路,可扩展用于两个以上物理量检测的SAW传感器设计中。根据无源SAW传感器的设计结构,用基于SAW延迟线型传感器的传感原理进行理论分析,在传感器温度压力参数计算中引入权重因子的概念,实现用权重因子的方法对压力的量测数据进行温度补偿,推导出温度压力和SAW传感器RF脉冲回波信号相位之间的函数关系,从而在理论上证明,可以通过本研究设计的无源SAW传感器对温度压力两个物理量同时实现精确测量。然后,对无源SAW传感器的压电基底材料和MEMS加工工艺做深入细致研究,通过对用于SAW的压电基底材料各项性能参数的分析比较,结合本文设计无源SAW传感器需要测量温度和压力的具体需求,最终选定温度系数好、机电耦合系数高、并且具有大批量生产能力和材料稳定性能的YZ切铌酸锂作为传感器的压电基底材料。通过对SAW传感器工作的理论分析给出传感器加工需要的详细参数,经MEMS的表面微加工工艺加工出传感器基片。最后,对传感器的RF脉冲信号分析方法做详细研究,分析了RF脉冲信号特性,讨论不同RF脉冲访问信号宽度对传感器RF脉冲回波信号的影响,讨论不同RF脉冲访问信号频率对传感器测试数据的影响,分析了产生这些影响的原因。通过详细分析,给出获得传感器最佳RF脉冲回波信号的理论分析方法,并用在传感器的测试中。通过对所设计传感器原型进行测试分析,传感器的实际测试结果和理论分析数据相吻合,验证了理论分析的正确性,并且这种传感器结构可以提升同类型传感器返回信号的强度,有利于对信号的后续处理分析。本文研究采用从理论建模入手,进行计算仿真,构建TPMS系统传感器测试平台,并对所设计传感器进行实物加工测试,修正和完善理论模型。通过反复理论建模、计算仿真和实验分析的研究方法,优化无源SAW温度压力传感器的性能指标,实现无源SAW传感器对温度压力信号的准确采集、分析与处理。和现有用于TPMS系统中的有源传感器相比,所设计的无源SAW温度压力传感器在进一步完善优化后具有结构简单、体积小、重量轻不易损坏等显著优点,可以用在TPMS中作为传感装置检测轮胎内的温度压力数据,随着人们对TPMS系统的日益关注,TPMS的市场需求量亦会不断扩大。本文基于SAW延迟线理论的分析研究,不仅可以用在温度压力传感器的设计中,还可以用在SAW传感器对其它物理量的检测中,用来补偿温度对器件造成的影响,这种理论分析方法具有一定的通用性。