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针对感知自然环境中材料介电常数的应用,本文提出一种具有较好抗环境杂波的无芯片射频识别(RFID)传感器标签的设计.标签谐振器结构具有极化变换特性并含金属接地板,接收机采用正交方式收发信号,可将环境产生的干扰杂波有效滤除.标签编码由4组不对称Z型金属条带谐振器实现,结构紧凑且相互耦合小.传感谐振器的金属贴片具有阶梯型缝隙,缝隙处被测材料的介电常数影响传感谐振器的谐振频率,通过测量谐振频率实现介电常数传感.搭建标签仿真模型对设计进行了分析,从编码和传感两方面结果验证了设计的可行性.