近年来,超高频(UHF,Ultra High Frequency)射频识别(RFID,Radio Fre-quency Identification)技术 以其较 远的读 取距离 和低廉 的成本 在供应 链管理和物联网领域备受关注。随着应用场景多样化,RFID标签需要贴在金属物体表面上,传统偶极子标签由于金属平台影响存在阻抗失配和增益恶化等问题,致使读取效率降低。读取距离是RFID系统中重要的关键参数之一,由标签天线的增益和阻抗匹配决定。目前大多数用户趋向于购买体积小、便于携带的RFID产品,对RFID产品的小型化要求越来越高。因此,本论文针对复杂金属环境中应用的RFID标签,采用偶极子天线加载电磁带隙(EBG,Electromagnetic Band Gap)结构实现稳定的阻抗匹配和良好的增益性能。研究内容和主要创新点如下:首先,提出了小型圆极化的抗金属标签天线。首次在标签天线设计中采用交叉偶极子天线加载双层矩形环EBG结构实现圆极化辐射,通过减小标签天线与读写器天线间的极化损耗,实现了较远距离的读取。当标签分别贴在200 mm×200 mm和400 mm×400 mm的金属平面上时,仿真的3 dB轴比带宽分别为917-923 MHz和915-921 MHz。仿真的S11阻抗带宽完全覆盖UHF频段,实现了稳定的阻抗匹配和辐射性能。理论上,当RFID系统的有效输出功率为36 dBm时,标签可以实现5.08 m的最远读取距离。然后,提出了小型线极化的抗金属标签天线。采用偏移化过孔和堆叠结构实现了 EBG单元的小型化设计。长条形偶极子天线加载EBG结构的尺寸为 70.5 mm×19.2 mm×4.8 mm。当标签分别贴在 200 mm×200 mm,300 mm×300 mm,400 mm×400 mm的金属平面上时,仿真的S11阻抗带宽均覆盖869-962 MHz,阻抗性能保持稳定。通过加载EBG结构,标签天线实现稳定的辐射性能。理论上,标签实现了 7.7 m的读取距离。最后,提出了 DLS-EBG(Double-Layer Symmetric Electromagnetic Band Gap)结构的远距离抗金属标签天线。DLS-EBG单元采用对称偏移化过孔和加载中间层结构实现了小型化,并提出了 DLS-EBG单元的等效LC电路,验证其反射性能。弯折偶极子天线加载DLS-EBG结构实现了稳定的阻抗匹配和辐射性能,增益提高了 0.88 dBi。当标签贴在200 mm×200 mm的金属平面上时,测试的阻抗带宽为116 MHz(876-992 MHz),覆盖UHF频段。当RFID系统的有效输出功率为36 dBm时,在200 mm×200 mm的金属平面上,标签实现了 12.3 m的最远读取距离。