随着物联网技术的迅猛发展,传感器网络、无人机和卫星已经广泛应用于医疗保健、智慧城市和精准农业等许多行业中。作为物联网中的关键应用,RFID(射频识别)也逐渐开始发展于各行各业,其功耗问题也日益加重。射频识别的核心技术——反向散射技术由于其低功耗、支持小速率通信的特点成为了解决射频识别功耗问题的关键点,因此低功耗物联网行业的研究人员开始研究反向散射技术。但由于反向散射信号存在路径损耗以及功率受限问题,现有的反向散射技术只能达到短程通信,尚不能与Wi-Fi等能够广泛覆盖的无线通信技术相竞争。本文主要研究一种新型低功耗反向散射通信技术,通过对现有的几种反向散射信号放大器样机的设计方案进行研究对比,我们提出了一种新型的基于隧道二极管的低功耗反向散射信号发射器。与现有的RFID标签相比,该信号发射器具有功耗低、反向散射信号功率高等特点。本文的主要工作如下:首先,本文调研了国内外研究现状,分析并对比了几种新型反向散射信号放大器,总结当前反向散射技术的发展方向和发展趋势。其次,我们研究了反向散射技术的基本理论,介绍了现有的几种最新型反向散射技术,分析了一些可用于实现放大作用的双端口器件。本文的重点工作是对基于隧道二极管的反向散射放大器进行性能分析,对反向散射链路的放大和调制工作进行研究,并选用AI301A型隧道二极管为核心,设计了一种新型低功耗反向散射信号发射器。电路主要包括阻抗匹配模块、反射放大模块、直流偏置模块和信号调制模块。根据设计方案,我们对基于隧道二极管的信号发射器进行实物的制作和详细的测试。通过在UHF频段下的系统测试,信号发射器样机在低至-50dBm的入射信号下可产生超过40dB的反射增益,其偏置功率低于250μW,性能优于同类型的研究结果。另一方面,我们设计的阻抗匹配网络能够很好的调节中心频率。通过手动调节旋钮,我们可以进行电路中心频率的调节,调节精度高、范围广且可以反复操作,这在已知的研究工作中属于首创。在场景测试中与市面上常用的电子标签进行对比,反向散射信号发射器样机的反向散射信号功率明显增强,二者反向散射信号功率的差值最高可达21.45dB。调制模块电路通过直流偏压对反向散射信号进行调制,样机能够完成正常的帧头传输。测试结果表明本文已经很好的完成了基于隧道二极管的低功耗反向散射信号发射器的设计、制作和调试工作。最后,本文对工作内容进行总结,并指出未来需要完善的工作内容。