物联网作为“5G时代”三大应用场景之一,具有广阔的市场前景。射频识别(RFID)技术作为物联网的核心技术将发挥至关重要的作用。普通RFID标签都含有芯片,成本较高,无法与条形码相竞争。因此低成本的无芯片RFID标签研究具有重大意义,是现代RFID技术研究的焦点之一。本文主要是对结构紧凑、编码容量大、环境适应性强的无芯片RFID标签结构进行设计研究。(1)根据射频识别理论与不同谐振单元的谐振特性分析,设计了三种无芯片RFID方向不敏感型标签:分别是编码容量为9比特的“I”形贴片谐振器标签,15比特的1/4圆环贴片谐振器标签与16比特的正三角形缝隙谐振器标签。在FEKO仿真软件中对三种标签进行了仿真验证,主要分析了入射波入射方向、极化,观测点位置对标签的雷达散射截面(RCS)的影响,并且在不增加标签尺寸条件下,对标签进行了编码容量可扩展性的研究。为增加标签的阅读距离,基于频率选择表面(FSS)的射频特性,还对基于正三角形缝隙谐振器标签设计了周期性阵列的标签结构,获得更大的RCS,实现标签的长距离读取。(2)利用“I”形谐振器与1/4圆环谐振器的单极化特性,在其方向不敏感型标签的设计基础上,基于极化分集与极化复用,进一步分别设计了两种编码容量加倍、频谱利用率提高50%的无芯片RFID双极化标签:一种是18比特的“I”形贴片谐振器标签,一种是30比特的1/4圆环贴片谐振器标签。利用双极化编码思想,给出了双极化编码的结果。(3)对设计的五种标签进行了对比总结。最后,利用奇点展开法与矩阵束算法对不同标签进行了极点、留数提取,完成了标签的检测识别。