物联网被列为国家五大新兴战略性产业之一,写入了“政府工作报告”,具有良好的市场效益,将成为下一个万亿级的产业,其核心技术之一就是射频识别（RFID,Radio Frequency Identification）技术。但是电子标签的高成本限制了其应用范围。无芯片标签为降低电子标签的成本提供了新的解决方案,已经成为一个研究热点。本论文研究并设计了一系列无芯RFID标签,主要包括以下内容:第二章提出了加载马刺缝隙的线形无芯RFID标签,其散射单元为线形贴片,并在贴片上加载两条不同长度的L形缝隙,利用两个正交方向上的反向散射场进行识别。标签使用线形贴片与入射波电场之间的夹角α以及两条马刺线的长度进行编码,可以携带9.7 bits信息。仿真与实测结果证明,角度识别的误差小于4.1°。该标签可应用为角度传感器。在此基础上提出了另外一种基于角度进行编码的V形无芯RFID标签,其散射单元是由两条金属臂构成的V形贴片,利用两臂之间的夹角α进行编码,每单元可携带3.32 bits信息。V形标签的角度实测误差小于2.9°。之后还研究了二单元V形标签的散射特性和识别方法。这两种标签实物均在自然环境中测量,而非消音室,证明标签抗干扰能力强,具有实用价值。第三章提出了一种基于频域编码的L形无芯RFID标签,其散射单元包含6个不同尺寸的L形贴片,可携带6 bits信息,利用交叉极化方向上的反向散射电场实现标签的识别。为了增大阅读距离和提高恶劣环境下标签的鲁棒性能,将L形贴片进行8次重复。仿真结果表明,重复后其反向散射场的强度是单个散射单元的5倍,可大大提高标签在环境噪声较大时的识别效果。为了验证标签是否适用于金属环境下,还对接地板加大尺寸后进行了仿真,结果证明交叉极化方向上的反向散射电场特征稳定,该标签在金属背景下仍然可以识别。第四章提出了一种基于角度/频域混合编码的高容量无芯RFID标签,其散射单元由一根水平线形贴片（l₀）和9根垂直线形贴片（l₁-l₉）构成。标签利用垂直贴片之间的间隔d（即水平贴片的长度）不同以及9条垂直线形贴片的有无,进行基于频域的编码,实现了12.2 bits的信息编码;标签基于频域进行编码时,所占带宽分别为330 MHz（1.23-1.56 GHz）和1.52 GHz（1.89-3.41 GHz）。同时该标签还利用水平线形贴片与入射电场之间的角度α进行基于空间角度的编码,实现了19种编码状态,即4.2 bits的信息编码。基于空间角度进行编码时,不额外占用频带。仿真和实测结果表明,该标签的一个散射单元可以携带16.4 bits信息,而标签面积仅为6×6 cm²,编码密度可达0.46 bits/cm²。与第二章所述的线形或V形标签比较,该标签的编码容量得到较大提高。