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物联网作为信息时代的新技术,具有十分广阔的应用前景。其中射频识别(RFID)作为物联网的核心技术,将发挥重大作用。由于普通RFID标签内部含有芯片,成本较高,限制了其大规模的应用,无芯片RFID标签解决了成本问题,具有很大的市场潜力,已成为RFID技术的研究热点之一。本文基于频率选择表面(FSS)原理,使用Ansoft HFSS 15.0软件仿真与实物测试相结合的方法,对编码容量大、环境适应性强、结构紧凑的无芯片RFID标签进行深入研究。1.采用频率选择表面原理,设计了一种U-H型无芯片RFID标签。分别构建了 U型、H型谐振器模型,仿真研究主要结构参数对其谐振性能的影响;将两种谐振器组合成为U-H型编码单元,通过对U型、H型谐振器结构参数的双重调整,实现了频率的多种偏移,确定了 12种编码状态及其对应的编码准则。在25mm*30mm的基板上将四个大小不一的U-H型谐振器并排排列构成标签,对不同种编码状态的标签进行仿真以验证识别的可靠性。结果表明,该标签在3GHz～10GHz的频带范围可识别14bits的编码,理论上可区分20736个编码状态,用少数量编码单元实现了大容量编码的效果。2.为了适应复杂的电磁环境,采用对极化角度不敏感的八边形作为标签结构,设计了一种紧凑型频率选择表面无芯片标签。构建了八边缝隙单环谐振器模型,仿真了边长和宽度对其谐振性能的影响;将多个八边缝隙FSS谐振器组成嵌套单元,通过对间距的仿真确定了合适的间隔,并通过不同极化角度入射仿真验证了其极化不敏感的特性;将10个八边形缝隙环嵌套组成无芯片标签,通过对标签进行重构验证了其编码的可靠性。对设计的标签进行了实物测试,测试结果表明标签工作频段为2GHz～6GHz,在30mm*30mm尺寸的基板上实现了 1Obits的编码。3.为了使标签编码容量更大,将双极化原理应用于标签设计。通过使用水平极化波和垂直极化波对1/4八边缝隙环谐振器进行照射,验证了其具有单极化特性,并将10个1/4八边缝隙谐振器水平垂直嵌套组阵排列,设计成为双极化RFID无芯片标签;对标签采用谐振的有无来编码,使用垂直极化ID与水平极化ID的组合ID,将编码容量扩大了一倍;对标签进行重构,仿真验证了其不同ID识别的正确性;对设计的标签进行了实物测试,结果表明标签工作频带为3GHz～8GHz,在30mm*30mm的基板尺寸上实现了 20bits的编码,编码密度高达2.22bits/cm2。