为检测金属结构中裂纹的宽度及方向,提高检测的灵敏度和可靠性,设计了一种基于频率信号的双极化无芯片RFID传感器.在2.2～6.2 GHz频率范围内进行四频带分段设计,传感器为圆盘及双模圆盘多微带谐振器结构,利用HFSS软件对传感器进行结构优化与性能仿真.结果 表明,传感器在x极化和y极化方向激励下,分别产生两组四位谐振.金属裂纹的方向根据谐振频率偏移方向判断,两种极化方式共产生八位谐振偏移信息供判定,可实现对0°、45°、90°、135°方向裂纹的准确识别;对各方向上裂纹宽度与传感器谐振频率偏移量进行拟合,两者间呈现良好的线性关系,且通过极化复用大幅提高了传感器的灵敏度,分辨率可达亚毫米级,在各个方向上灵敏度分别为40.71 MHz/0.1 mm、11.28 MHz/0.1 mm、26.04 MHz/0.1 mm、15.19 MHz/0.1 mm.制作了传感器实物并进行实验测试.设计的RFID传感器具有无源、低成本、灵敏度高的特点,在结构健康监测中具有应用潜力.