RFID作为一种非接触式的自动识别技术,近年来广泛应用在商品零售,交通物流,仓储管理,门禁控制等领域。UHF RFID特指800/900MHz频段的无源射频设别技术,由于其读写速率快、可识别高速运动的物体、识别目标数量多、工作距离较远、标签成本低等优点受到各国重视,正在高速发展。读写器天线作为RFID系统关键部件,将直接影响RFID系统的性能,读写器天线通常要求是圆极化的,同时根据一些应用需要,还要求做到宽频带,小型化等性能。相控阵天线具有增益高,波束扫描灵活快速的特点,因此本文将相控阵天线应用到无源UHF RFID系统中,以提高读写器对标签的识别范围和设别率等性能。本文首先阐述了相控阵天线的基本理论和UHF RFID技术的原理,提出一种可以应用于RFID的小型相控阵系统,该系统包括天线阵列,移相功分馈电网络,移相器控制电路。而本文的主要研究内容是设计圆极化的天线单元和阵列。为了满足不同应用场合需要,本文设计了两种不同类型的圆极化天线,可单独用于读写器上,并且还将这两种天线单元组合成阵列形式,用于小型的相控阵系统。第三章设计了一款宽频带高增益的圆极化天线,主要用于固定式RFID系统,该天线选择圆形微带贴片天线的类型。在对微带天线圆极化技术和宽频带技术研究的基础上,通过对圆形贴片正交双馈实现圆极化,通过增加耦合贴片和使用空气介质来拓宽频带,该天线工作频带到达860MHz-960MHz,覆盖了全球各标准划分的UHF RFID操作频带。第四章设计了一款小型化的圆极化天线,主要用于便携式读写器场合,该天线采用谐振式四臂螺旋天线结构,将天线的谐振臂改进为印制于PCB上的弯折倒F天线,以缩小尺寸和改善阻抗匹配,并通过一分四的移相功分网络馈电。该天线尺寸小,重量轻,圆极化性能强且稳定,波束宽,工作频率覆盖目前国内外应用最广泛的902MHz-928MHz频带标准。第五章分别将前面设计的两款天线单元组合成阵列天线,分为1×4线阵和2×2面阵,分析了天线阵列的性能,比如增益,波束扫描特性,并对阵列的低副瓣性能进行优化。仿真结果表明,设计的天线阵增益高,副瓣低,可实现波束扫描,为相控阵技术在RFID领域的应用奠定了良好的基础。