射频识别(Radio Frequency Identification)技术作为二十世纪末期兴起并逐渐大规模使用的一种非接触式无线识别技术,目前正处于飞速发展的阶段。当前的射频识别系统主要分为近场耦合和远场反向散射两类,其中近场耦合射频识别系统在目前的应用中居于主导地位。随着技术的进一步发展和越来越广泛的应用,要求近场耦合射频识别系统有更远的工作距离；有更强的抵抗外界环境干扰的能力。传统的UHF射频识别系统基于远场反向散射原理工作,在近场工作时受环境影响很大,将近场耦合技术使用在UHF射频识别系统中是当前的一个挑战和崭新课题。本文围绕近场耦合射频识别技术目前所面临的这几个最关键问题展开研究。主要的工作概括如下： 首先,从电磁学的角度对射频识别系统的工作原理进行了阐述,针对近场耦合射频识别系统中最常用的的低频(Low Frequency)和高频(High Frequency)两个频段的长距离近场电感耦合射频识别系统的设计展开讨论。低频近场电感耦合长距离射频识别系统基于4026和4100型标签来进行设计；高频近场电感耦合长距离射频识别系统基于标准。ISO14443A/ISO14443B/ISO15693进行设计。本文提出了相应的电路设计解决方案,并成功研制了样机。 其次,针对HF频段近场电感耦合射频识别阅读器的天线设计,从长距离阅读器的单天线的基本构型开始进行分析,对多天线组阵技术和多天线驱动技术进行了研究；在此基础上提出了一种特殊的双梯形天线构型,并通过仿真和系统实测对双梯型天线的磁场分布、盲区消除,以及双梯形天线组阵工作时对系统工作性能的提升做了深入的分析。 射频识别系统的使用环境对系统的工作性能有极大的影响。为满足近场耦合系统在金属环境中的工作需求,本中对HF射频识别系统标签在金属环境下的工作进行了深入分析,并在此基础上提出了几种解决金属环境影响的标签设计方法。为评估介质环境对射频识别系统的影响,从而为后续章节中近场耦合UHF射频识别系统的研究打下基础,本文对UHF射频识别系统在人体环境中的性能变化进行了分析,从标签天线与标签芯片的阻抗匹配和标签天线方向图的变化两个角度去衡量传统UHF射频识别系统的在介质环境中的工作性能恶化程度。 近场耦合UHF射频识别系统的分析与设计基于本文对传统UHF射频识别系统在介质环境中的性能分析展开。由于传统的电磁波反向散射UHF射频识别系统无法在介质环境中正常工作,因此本文分析了近场耦合UHF射频识别系统的工作性能,并将其与HF射频射频识别系统的工作性能进行对比,在此基础上讨论了近场耦合UHF射频识别阅读器和标签设计的基本原则,提出了相应的阅读器和标签设计方案。本文的主要成果包括： 1.实现了LF和HF射频识别阅读器的长距离工作,系统的工作距离可达50cm。其中HF射频识别阅读器实现了多标准(ISO14443A/ISO14443B/ISO15693)工作；并提出了一种用于LF射频识别阅读器设计的D类功率放大器和天线驱动电路构型。 2.对长距离HF射频识别阅读器天线的组阵进行了分析,提出了一种新的驱动方法；提出了一种双梯形阅读器天线构型,并对该天线的工作性能进行了仿真分析和试验验证。 3.对金属环境下HF射频识别阅读器系统的工作进行了分析,讨论了金属环境下工作的标签设计方法,提出了一种全向立体标签的基本构型。 4.讨论了近场耦合UHF射频识别系统的电磁特性和工作性能,提出了相应的阅读器和标签设计方法。 最后总结了本文的主要研究工作,并对未来的研究方向进行了展望。