本文针对当下的两个热点即超材料与超高频RFID(Radio Frequency Identification),深入研究了加载超材料的超高频RFID天线的设计及其应用。本文的主要研究内容如下:首先,设计了一款中心频点在915MHz的RFID微带贴片阵列天线与一款中心频点在2.45GHz的RFID准八木天线,仿真结果显示这两款天线的性能参数达到设计要求,加工实测结果与仿真结果具有较好的一致性。其次,研究了超材料单元本构参数的提取方法并编写了程序;设计了一款电超材料单元与一款磁超材料单元,研究了单元结构参数对该两款超材料谐振频率的影响。第三,设计了中心频点分别在915MHz及2.45GHz的两个加载了超材料单元的超高频RFID读写器天线,研究了不同情况下超材料加载对超高频RFID读写器天线电磁特性的影响。仿真结果显示,中心频点在915MHz的加载超材料的RFID天线增益增加了2dB,3dB波束宽度减小了5.2度;中心频点在2.45GHz的加载超材料的RFID天线增益增加了2.5dB,3dB波束宽度减小了120.5度。最后,设计了RFID系统联调测试方案,间接测试了加载超材料后的超高频RFID天线增益和3dB波束宽度的变化情况,测试结果与仿真结果具有较好的一致性,进一步验证了加载了超材料单元的超高频RFID读写器天线的电磁特性的改善。