无线无源声表面波传感器以其精度高(数字量输出)、适应范围广、适于批量制作等优点受到研究者关注,而阻抗负载声表面波传感器更是拓展了声表面波传感器的应用范围。精确的建模与设计是制作高性能声表面波传感器的基础。本文首次应用有限元-边界元结合的数值分析方法来对无线无源阻抗负载声表面波传感器建模,旨在为声表面波传感器的研制与开发提供高精度的仿真工具。本文从有限元-边界元法(FEM/BEM方法)的基础部分——广义格林函数理论出发,通过比较广义格林函数不同计算方法引入的舍入误差大小,确定了最精确的计算方法。在此基础上编写了广义格林函数计算程序,计算传感器不同衬底材料的性质,为传感器设计提供基础参数。利用周期有限元-边界元法来分析不同传感器的结构引起器件响应的变化,并为传感器的常用唯象模型提供仿真参数。将声表面波传感器叉指换能器每根金属指条都看作从压电晶体表面的无限周期栅格中提取出来的一个周期。再利用周期格林函数来描述衬底的声电耦合特性,利用有限元法计入电极的质量加载,就可以联立方程求解,从而得到谐波导纳。本文应用这一方法编制出了计算谐波导纳的程序,并全面分析了谐波导纳在不同频率处的变化情况以及所体现的材料内部存在的波动模式。通过二维搜索的方法准确求取了谐波导纳复平面上的零极点,编制出了计算色散曲线的程序,由此分析了不同传感器结构的色散曲线,以及质量加载对色散曲线的影响。结果表明:调节电极高度可以调控禁带宽度,据此不同要求的器件都可以找到最佳电极高度;色散曲线与电极高度和宽度的比值有关,而不与它们单独相关,这为器件设计时将低频器件向高频迁移提供了理论基础。利用计算的栅格阵色散曲线准确求取了声表面波传感器模拟所需的耦合模参数。用耦合模方法和非周期有限元-边界元法分别对阻抗负载传感器进行模拟,得出器件的导纳特性,并针对非周期有限元-边界元法精度高但耗时的特点,对其中运算量最大的体波部分,在保证精度的前提下提出了快速算法,提高了运算速度。在得到器件导纳特性的基础上,构建了包含外部匹配电路、声表面波芯片、外接传感器的阻抗负载传感器整体模型。由此可以推出传感器对于外部传感条件变化的响应,与实际测量结果进行对照,一致性很好。在上面得到的传感器精确仿真模型的基础上,提出了设计阻抗负载传感器的流程。对阻抗负载传感器常用的延迟线结构,制作了采用不同形状的接收/发送换能器和反射器,对器件的性能分别用自己编制的程序进行计算和网络分析仪进行测量。比较结果后发现一致性很好,证实了模拟工具的有效性。将制作的器件外接可变电容,进行了实验和模拟研究,发现了传感器随负载容性阻抗变化的谐振特性,文中根据构建的模型对这一现象进行了完满的解释。根据这一特性可以获得幅度调制更大、分辨率更高的高性能传感器。