近几年,智能化在各领域得到了快速推进与发展。RFID技术因其非视距、短时延、低成本等特点,被广泛地运用于工厂生产流程跟踪、仓库物资设备定位、无人超市商品管理等领域。然而,传统RFID标签应用在某些金属环境中时存在体积尺寸较大,抗金属性能较差的问题,传统RFID定位技术也因阵列天线而带来高昂的硬件成本,因此RFID标签和RFID定位技术方法成为了研究的热点。本文针对医疗领域仿真设计了可用于手术刀的无源RFID标签天线,利用单阅读器天线和无源RFID标签阵列实现了低成本的室内二维定位,为医疗器械的跟踪管理以及RFID室内定位技术提供了参考方案。主要工作如下:首先,本文设计了应用于手术刀的无源RFID标签天线。标签天线通过采用短路技术以及高介电常数的加载方式,实现了天线的小型化,标签天线总体尺寸为66×5×0.8mm~3。标签天线嵌入在手术刀刀柄中,实现了标签天线和手术刀的一体化,其最大读写距离为1m。根据仿真优化结果加工制作天线实物,该标签天线的测试数据与仿真结果吻合较好,测试结果表明该标签天线可应用于手术刀的管理。本文设计的RFID无源标签天线针对性的解决了手术刀的跟踪管理问题。其次,本文基于MUSIC谱估计方法估算波达方向,并结合AOA(Angle of Arrival)三角定位方法实现了室内的二维定位。文中将无源RFID标签组成3元等距直线阵,通过获取阵元的相位信息,利用MUSIC算法和AOA三角定位方法实现对室内目标物的二维定位。实验测试结果表明,室内二维定位最小误差为0.37m,平均误差为0.49m。本文采用单阅读器天线以及标签阵列的方法实现定位,与将阅读器天线组成阵列的传统定位方法相比,该方法实现定位的同时也可降低定位系统的硬件成本。总之,本文设计的无源RFID标签天线,可用于手术刀的跟踪管理监测,为其他医疗手术器械的管理提供了参考方法,具有重要的实际应用意义。文中通过利用单阅读器天线和标签阵列的方法实现室内二维定位,有效地缩减了定位系统的硬件成本,对实际定位系统的建设提供了思路。