超宽带系统具有许多传统窄带系统所没有的独特优点：结构简单、功耗小、数据传输率高、保密性能好、定位精度高、抗多径能力强等等。另一方面，射频识别正成为无线技术中的另一个热点.已有数量可观、种类较多的射频识别产品见之于市场用之于实际。然而，目前的射频识别系统绝大部分都是窄带的。本论文将超宽带技术应用于射频识别与定位系统之中，从而使射频识别与定位系统具有超宽带技术的诸多独特优点，尤其是定位精度高这一特点。 本论文描述了三种不同类型的超宽带射频识别系统，研究设计并制作了多种超宽带天线及天线阵以用作这些系统的发射/接收天线及标签，提出了关于超宽带天线/标签的测量方案，对超宽带天线的基本原理及其散射理论亦进行了有意义的探讨。 本论文的第1章介绍了射频识别、超宽带以及超宽带天线等技术的发展历史及研究现状。 第2章首先描述了两种传统的基于超宽带技术的射频识别与定位系统：有源超宽带射频识别系统(下文简称为“有源系统”)及无源超宽带射频识别系统(下文简称为“无源系统”)。在此基础上，本章首次提出并构建了一种全新的无源无芯超宽带射频识别系统(下文简称为“无源无芯系统”)。 论文第3章设计制作了多种超宽带发射/接收天线，包括渐变缝隙天线、平面椭圆环天线以及含延时线的平面椭圆环天线.这些天线都分别被应用于第2章所描述的3种超宽带射频识别系统之中。 基于对这些天线的研究设计以及对现有超宽带天线结构的总结，本论文从金属波导、表面波波导以及传输线这3种导行结构的角度出发，首次提出了“超宽带天线是这3种导行结构在自由空间某种形式的延伸”的观点，这对超宽带天线的基本原理是一个有意义和别具新意的探讨。 超宽带散射天线的研究设计是本论文最具特色的重要内容.第4章设计了多种平面结构的超宽带散射天线及天线阵以用作本论文第2章提出的无源无芯系统中的标签。通过对这些无源无芯标签的天线模散射信号进行脉冲幅度调制(PAM)和脉冲位置调制(PPM)，使得这些标签不仅可以被识别，而且可以被准确定位。与传统标签相比，该标签只包括平面天线或天线阵，而不包含任何电路及芯片。这样一来，天线/天线阵即标签：标签即天线/天线阵.这使得该类无源无芯标签具有结构简单紧凑、使用寿命长、成本低以及易贴附于待识别物体等优点。 相较于超宽带天线的发射/接收特性，天线的散射性能较少被研究。本章首先介绍了一场正在进行的关于天线散射理论的经典辩论。基于我们对超宽带天线散射特性的研究，我们从实验的角度得出与部分学者一致的观点：目前被广泛应用的接收天线的等效戴维南或诺顿电路存在一些问题，基于该等效电路的一些经典观点也有待完善甚至重写。另外，人们在对“结构模”与“天线模”的定义上同样存在不同意见，本章首次用实验结果验证了R.B.Green对天线模与结构模的定义相较于其他定义的优越性。 超宽带天线的测量同样是本论文的重要组成部分之一.本文第5章提出了室内非暗室条件下超宽带散射天线的时/频域测试方法，这种改进的测量技术在保证一定的测试精度的前提下，大大节约了测试成本，并在一定程度上有效地验证了无源无芯超宽带射频识别系统在复杂室内环境下的适用性.这种技术除了可以用来测量无源无芯标签的散射性能之外，同样可以用来测量其他散射体或天线在时域及频域的散射特性。