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近年来,物联网受到全社会的广泛关注,其核心技术之一是射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)。标签和阅读器天线是射频识别系统的两个关键模块。最新出现的无芯片标签使得RFID系统的成本大大降低,宽带天线解决了在不同的频段需采用不同天线所带来的体积增大问题。因此本论文研究并设计了基于RFID系统的无芯片标签及阅读器天线,具体如下:1)提出了两种利用空间角度进行编码的无芯片射频识别缝隙标签。通过测得反向散射电场的水平和垂直分量,实现对标签角度信息的识别。所设计标签结构简单,制作成本低,不同编码标签占用相同的频带,且占用频带窄,频谱利用率得以提高,从而降低整个射频识别系统的成本,可作为角度传感器应用到物联网中。①首先提出了一种线形无芯片缝隙标签,其编码单元是线形缝隙谐振器,利用缝隙谐振器与水平极化方向的夹角进行编码,最后选择间隔为10°的16个角度来编码地址信息。仿真和测量结果表明,所有的地址都能够被正确识别,编码容量可达4 bit,且识别误差均小于1.55°,不同编码状态占用相同的频带2.88 GHz-3 GHz。②然后将谐振单元改为V形缝隙谐振器,提出一种V形缝隙标签,利用缝隙谐振器两臂的夹角进行编码。选取间隔为10°的16个角度来编码地址信息。仿真和测量结果表明,所有的地址都能被正确识别,角度的识别误差均小于2.24°,并且不同编码状态都占用相同的频带范围2.97 GHz-4.08 GHz。2)提出了一种新型的用于RFID系统的宽带小型化阅读器天线,该天线是一种工作带宽为2.76 GHz-8.1 GHz的宽带高增益小型化天线。所设计天线采用非对称共面波导(ACPW,Asymmetric CPNW)馈电方式,将其中一个馈电缝隙加长并弯曲,改善了天线的阻抗匹配,从而提高了天线的带宽。同时,在蝶形缝隙内加载了三角环形导带,提高了低频处的天线增益,使工作频带内的天线增益更加平坦。所设计天线的带宽是2.76 GHz-8.1 GHz,相对带宽为100.4%,工作频带内的增益都高于1.5 dBi,最大的增益是5.53 dBi,该天线结构简单、性能良好、加工简单,是一种适合用到RFID系统的小型宽带阅读器天线。