在信息化的时代里，企业越来越依靠各种管理信息系统来实现营运。无论是内部管理还是外部协同，只要是通过信息系统进行的，都会涉及到对人员、物品给予信息标识或信息数据采集(信息交互)。因此，自动识别技术的影响作用在今天显得更为举足轻重。条形码技术作为自动识别的始祖，在信息自动化需求日新月异的今天早已显得力不从心。射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术作为一种新颖的信息技术异军突起，将自动识别的技术优势发挥得淋漓尽致。 在实际应用中，UHF(915MHz)射频识别技术对含水物质比较敏感，且不能在潮湿的环境中使用。这是因为UHF信号的频率高、波长短，易被含水量大的物质所吸收，导致能量削弱，性能急剧下跌。然而，长距离HF(13.56MHz)射频识别信号的频率低、波长较长，因此对含水物质不敏感，可有效地补充UHF的不足之处。国内的零售、医药和物流等行业对长距离HF射频识别技术应用存在需求，因此本课题研究将会带来较好的经济效益和社会效益。 本文首先从电磁场与能量传输的角度，分析射频识别系统天线的辐射模式及其性能参数。运用电磁感应的经典理论，解剖长距离HF射频识别系统实质，并导出系统关键参数的计算方法。详细探讨无源射频识别系统的两种基本通信机制。 其次，分析射频识别系统基带信号与频带信号的特性，以及信道噪声与干扰的特点，指明信号的潜在影响因素。然后讨论松耦合的微弱反射信号检测方法，提出有效的信号增强与滤波方法，进一步运用小波分析法提升检测灵敏度。 第三，以环形天线为主要研究对象，提出读写器天线性能的几种优化方案，并导出关键参数计算与测量方法。分析不同材料的标签天线性能，提出改进标签性能的方法。提出天线馈电的实用工程匹配法，并实测分析天线性能。 第四，研究长距离射频识别技术的电磁兼容安全问题。对比不同的HF频段射频识别技术规范，分析其优缺点，进而探讨射频识别多协议兼容通信技术。 第五，分析射频识别无线通信的防冲撞问题。运用随机过程理论，剖析通信冲撞问题。对比分析现有防冲撞算法的不足之处，提出改进的二进制搜索算法，并验证算法性能与效率。 最后，提出一种可行的长距离HF射频识别读写器设计方案。从硬件和软件设计方面具体阐述技术细节。