超高頻電子標簽（UHF RFID）作為物聯網的核心感知設備，以其遠距離識別（0.5–10米）、快速批量讀取（每秒數百個標簽）等優勢，在物流、零售、資產管理等領域廣泛應用。其核心技術主要涵蓋芯片設計、天線方案與封裝工藝三大領域，直接決定了標簽的性能極限與應用邊界。

一、芯片技術：能量獲取與數據處理的核心

芯片是超高頻電子標簽的“大腦”，其設計關鍵在于無源能量轉化與高效信號處理：

能量獲取機制：無源標簽依賴讀寫器發射的電磁波（860–960 MHz）供電。通過射頻前端捕獲電磁能量后，經整流電路轉換為直流電，再通過倍壓與穩壓模塊輸出穩定電壓，為芯片工作提供基礎保障。

集成功能模塊：

數字控制單元：處理ISO 18000-6C/EPC Gen2協議指令，執行數據編解碼及防碰撞算法（如時隙ALOHA算法），支持多標簽高速識別16。

存儲單元：提供96–224 bit EPC編碼空間及512 bit用戶存儲區，部分芯片集成OTP（一次性編程）模塊提升安全性。

創新趨勢：低功耗設計（如MSP430單片機）可提升靈敏度至-9.7dBm；集成溫度傳感器等模塊，支持±0.5°C高精度監測，擴展物聯網應用場景。

二、天線設計：環境適應性與性能優化的關鍵

天線作為標簽的“信號收發器”，其結構直接影響讀取距離與穩定性：

基礎設計：常用偶極子天線通過負載調制實現反向散射通信，適用于普通場景。

抗金屬干擾方案：

PIFA天線模型：利用金屬表面作為反射板，通過開槽長度調整阻抗匹配（如w1=31mm時阻抗達11+j194Ω），使標簽在金屬表面讀取距離提升至4.5米。

介質隔離層：添加5mm泡沫或陶瓷介質，減少金屬對天線諧振頻率的干擾。

微型化突破：片上天線（尺寸600×600μm2）結合磁耦合技術，實現毫米級讀取距離，適用于醫療設備追蹤等微型標簽場景3。

三、封裝工藝：平衡防護性與應用適配

封裝是保障芯片與天線穩定運行的物理基礎，需兼顧環境適應性與成本：

一次封裝（Inlay）：

采用倒裝焊技術將芯片與天線連接于PET基材，支持-40℃～+85℃工作溫度，數據保存可達50年。

柔性磁耦合天線設計（1×1.1cm2紙基）大幅提升微型標簽讀取距離。

二次封裝：

抗金屬標簽：采用ABS工程塑料外殼，通過結構設計（如95mm×45mm矩形）增強機械強度，適用于車輛管理、電力設備等金屬環境。

耐高溫標簽：柔性無紡布封裝支持縫制或熱燙在服裝、布草上，耐受工業洗滌場景6。

表：不同應用環境下的天線設計策略

隨著物聯網應用深化，超高頻電子標簽正向低功耗、高安全、多功能集成等方向演進。芯片的能效優化、天線的抗干擾設計及封裝的適應性創新，共同推動其在復雜環境中的穩定性和安全性持續提升，為物流、醫療、工業等領域的智能化管理提供更可靠的技術支撐。