为了进一步扩展RFID系统的通信距离,本文研究了基于RFID的双基地通信系统,该系统是受雷达通信启发,演变而来的一种新型RFID通信系统。在介绍双基地通信系统架构和原理的基础上,通过理论分析,阐述了该系统在信号功率衰减、通信距离、载波自干扰和成本等方面的优势。之后,使用信号发生器、板级标签、半有源标签和软件无线电(Software-defined radio,SDR)搭建了双基地通信系统模型,并对其进行了验证、测试。测试结果表明:在标签只说(Tag Talk Only,TTO)模式下,标签到发射机的距离为12m时,接收机能接收到标签数据的最大距离为263m。针对于双基地通信系统的特点,本文在半有源RFID标签典型架构的基础上,提出了一种面向于双基地通信系统的RFID射频前端改进方案,分析了各电路模块的性能要求,确定了解调电路和移频电路的关键指标。针对于RFID标签解调灵敏度低,下行通信距离短的问题,提出了一种高灵敏度解调电路,主要面向于30%的浅调制信号。该解调电路在检波电路后级增设了一个包络放大器,对峰值低于150mV的包络信号,先放大再进入判决电路;对峰值高于150mV的包络信号,直接通过判决电路输出解调信号。针对于30%的浅调制度信号,设计了一种提取包络信号平均值的均值检测电路,该平均值作为判决电路的电压参考,显著提高了解调深度。此外,该平均值也为包络放大器提供了合适的共模输入电压。经仿真验证,当射频信号调制深度为30%时,解调电路的最低输入幅度为80mV,对应的解调信号最大脉冲宽度误差为1.86%,整体功耗为3.25μW。双基地系统接收端的测试设备目前主要依靠传统阅读器或商用SDR来进行,无法兼容到现有物联网(Internet of Things,IoT)系统,故提出一种载波移频电路,使标签反射载波偏移至IoT频段,为RFID标签向IoT系统返回数据提供一个射频前端解决方案。本文给出了载波移频电路的实现方法,设计了相关电路,并以920MHz载波反射至NB-IoT频段的830MHz载波为例进行验证。载波移频电路由本地振荡器、混频器、单端转双端模块、电平转换模块和调制电路组成,均采用全差分结构。经仿真验证,本地振荡器频率为90MHz,相噪为78.9dBc@100kHz,平均功耗为15.8μW;混频器转换增益为0.493,Lo-IF隔离度为38.4dB;在输入920MHz载波时,移频电路输出载波频率为830MHz,实现了载波移频功能,整体功耗为19.3μW。上述电路均已在TSMC 0.18μm CMOS工艺下设计,并在Cadence Spectre仿真平台进行了验证,仿真结果显示电路性能较好,满足基于RFID的双基地通信系统要求。