基于声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)技术的射频识别(Radio Frequency Identificaton,RFID)标签具有纯无源、读取距离远、环境耐受能力强、本身能实现传感量测量等优点。因此,SAW-RFID在将ID识读、定位以及传感相结合方面更具优势。多功能化的SAWRFID系统在工业物联网领域受到额外关注。在SAW-RFID的测距和传感方案中,基于回波相位信息的方案有利于提高检测精度,但必须解决回波相位的2π模糊问题。到达相位差(Phase Difference of Arrical,PDOA)方法在SAW-RFID测距时的2π模糊性,是由于载波相位随被测距离变化的2π整周期数无法被直接测量;而SAW-RFID用于传感时存在的2π模糊性,是由于反射栅间相延迟随传感量变化的2π整周期数也无法被直接测量。此外,实际应用时,由于测距标签的环境温度未知,这两种2π模糊性将耦合在一起,还要求测距标签能对受温度影响的伪距进行补偿。迄今为止,SAWRFID系统中常用的单脉冲、线性调频和频率步进连续波阅读体制,均无法直接测量回波相位变化的2π整周期数,消除2π模糊问题。本文提出一种多载波频率的SAW-RFID阅读体制,有利于在测量时直接进行回波相位变化的2π整周期数的估计,消除基于相位的SAW标签信息获取时存在的2π模糊问题,开展的研究包括:(1)为解决PDOA方法实现SAW标签测距时的回波相位的2π模糊问题,提出使用多频率相位差和中国余数定理融合的方法,通过查询频率的特殊选择,使多组回波信号的相位差能构建具有唯一解的同余方程,以此获取模糊相位的2π整周期数求解。基于该方法,结合SAW-RFID系统特点,进一步分析了SAW标签测距的误差来源及相应的修正方法。通过仿真分析,定量地给出了SAW-RFID阅读器应满足模糊相位测量误差不超过3°的系统指标要求。(2)使用多频率查询信号(Multi-frequency Interrogation Signals,MFIS),结合不同频率的SAW在两根反射栅间的相时延不同、但群时延相同的特性,以构造解空间为整数空间的丢番图方程。为了获得此方程的唯一解,提出一种结合群时延间隔估计的穷举搜索算法,实现方程解空间的范围压缩,进而获取模糊相延迟的2π整周期数求解。本文推导了基于MFIS方法的SAW标签测温范围和精度,成功地实现了仅利用两根反射栅来解决反射栅间相延迟的2π模糊问题,这对于提高SAW标签编码容量和提高每根反射栅的反射率(即降低标签反射损耗)具有重要价值。(3)针对多频率查询技术特点,进行SAW标签性能及SAW-RFID阅读器架构的优化设计。测试了SAW标签和新阅读器样机的实际性能,实验验证了基于多频率查询技术的SAW-RFID系统具备ID号识读、SAW标签测距和测温的多功能集成能力。