射频识别(RFID)技术是近年来迅速发展的一种自动识别技术。随着物联网的推广,以及传统自动识别技术不具备的优势,RFID技术被广泛应用于物流、生产、生活、医疗、国防等各个领域。RFID系统主要由电子标签、阅读器和系统级应用三大部分构成,电子标签的性能对RFID系统的整体性能有着主要影响,故电子标签的研究与设计受到广大学者和技术人员的关注。本文针对有芯片标签天线、标签MIMO天线以及无芯片标签传感器展开了研究,主要研究的问题有小型化、多环境适应性、传感特性等。论文的主要工作和成果如下:1.为实现RFID标签在多种环境下正常工作,提出了一种适应多环境的小型化超高频RFID标签天线。该天线由外层折叠贴片、中层U型地板和T型匹配网络构成。通过折叠外层贴片实现了小型化,天线总尺寸为26 mm×26 mm×7 mm(0.08λ×0.08λ×0.02λ)。引入中层U型地板,与折叠的外层贴片形成两个相邻谐振模式,实现了比较宽的频带效果。天线采用接近式耦合馈电和T型匹配网络,实现了与RFID芯片良好的共轭匹配。实验结果表明天线在3种典型环境下都具有完全覆盖从902 MHz到928 MHz超高频RFID工作频带的能力,能够满足适应多环境的应用需求。2.为了进一步提高RFID系统的通信速率和抗多径能力,提出一种适应多环境的超高频RFID MIMO标签天线。该天线由外层折叠贴片、中层方形贴片和介于两层介质板之间的弯折环形馈电网络构成。外层贴片的弯折实现了小型化,天线的总尺寸为35 mm×35 mm×6 mm(0.1λ×0.1λ×0.02λ)。弯折环形匹配网络的引入不仅激励了外层辐射体产生所需谐振频率,同时环形匹配网络与芯片形成谐振回路,这样也会产生一个与之相邻的谐振频率,从而可以实现频带展宽效果。匹配网络的正交放置可以改善端口间的隔离度。实验结果表明天线在3种典型环境下都具有完全覆盖从902 MHz到928 MHz超高频RFID工作频带的能力,而且隔离度都大于30 dB,包络相关系数非常小,能够满足适应多环境的应用需求以及MIMO性能要求。3.为了实现低成本RFID传感器设计,提出一种用于温度检测的无芯片超高频RFID标签传感器。该无芯片标签传感器由弯折偶极子和一对开口谐振环构成,利用低成本的蒸馏水作为敏感材料。采用平面电磁波照射获得传感器的反向散射信号,再利用雷达散射面(RCS)获取编码信息。实验结果表明该传感器的线性度以及灵敏度都比较好。综合考虑成本和性能以及随着整个RFID系统的逐渐完善,该传感器可以用于未来目标物体的识别和温度检测。