无源超高频RFID系统中，当标签进入电磁场时，标签接收到阅读器提供的能量被激活。阅读器将后台数据服务器发来的命令进行处理、编码并调制，通过天线以电磁波的形式辐射出去，同时为标签提供所需能量。而标签一方面通过天线从电磁波中吸收部分能量以驱动标签电路工作，另一方面对包含有效信息的电磁波进行解调，解码，产生返回信号。标签通过对接收到的电磁波反射率的控制（负载调制）实现该信号的发射。阅读器将接收到的微小信号放大、解调，再送入数字基带提取有用信息发送给后台数据服务器，从而完成标签和阅读器的通信。
在此通信过程中，阅读器为标签提供能量向四周空间发射电磁波，到达标签后电磁波能量的一部分被标签吸收驱动标签电路工作，另一部分则以不同的强度散射到各个方向上，反射能量的一部分最终会返回阅读器的发射天线。标签正是利用这部分反射的能量，与阅读器实现数据传输。这种方式被称为反向散射技术（又叫后向散射），是以雷达原理为基础的。
因此在无源超高频RFID标签系统中为完成与阅读器的通信，必须实现对反射信号的调制。反向散射是利用标签天线和其输入电路之间接口处的反射系数的变化来实现的，因为此反射系数是复数值，故反射系数的变化实际是振幅和相位变化。而其中改变反射系数是通过改变标签天线的阻抗来实现的。通过基于一种“阻抗开关”的原理实现控制标签天线阻抗。实际中采用的几种阻抗开关有：变容二极管、逻辑门、高速开关等，其原理如图5-18所示。要发送的数据信号具有两种电平信号，通过控制一个简单的晶体管开关实现天线阻抗的改变，从而完成对载波信号的调制。因此，在整个数据通信链路中，仅仅存在一个发射机，却完成了双向的数据通信。
图5-18反向散射调制原理
为降低成本及减小阅读器体积采用单天线系统（4天线系统可以增加一个1分4的模拟开关），由阅读器工作原理以及阅读器与标签之间的通信方式可以看出，无源单天线系统中，超高频RFID阅读器系统结构框图如5-19所示。超高频RFID阅读器系统可根据功能主要分为数字基带和模拟射频两大部分。电源模块为阅读器提供所必须的能量以实现阅读器的正常工作，通信接口模块使得阅读器与后台数据服务器相连，实现阅读器与后台数据库之间的通信。控制模块主要实现阅读器数字基带的编解码、时序控制等功能，频率合成器主要为各模块提供它们各自所需的时钟频率。因使用单天线系统，为使收发分置，利用隔离器件将接收信号与发送信号分离开实现半双工通信。天线主要负责接收标签后向散射回的信号及发送阅读命令和为标签提供能量的未调制载波。
图5-19超高频RFID阅读器系统结构框图
射频部分主要由射频接收模块和射频发送模块组成。射频发送部分主要由调制模块和功率放大模块组成，负责将数字基带送来的信号调制成符合标准的信号，再经过功率放大模块放大。射频接收模块主要由解调模块和模拟处理模块组成，负责将从天线接收到的信号变频到模拟基带，经过模拟处理模块滤波、整形、放大，送往数字基带部分。其射频部分主要工作流程：
天线将从标签返回的电磁波转化为电信号，射频接收部分将电信号通过解调模块解调、滤波，并将微小信号进行放大、整形后送入数字基带进行处理。
将数字基带送来的基带信号对本振信号进行调制形成ISO/IEC-6C标准规定的调制信号，再经功率放大形成最终的信号，最后通过天线以电磁波的形式辐射到空间。
其数字基带部分主要工作流程：
将经过模拟预处理的信号进行滤波、整形、解码、校验，得到最终标签返回的有用信息，并通过通信接口送至后台数据服务器。
后台数据服务器通过通信接口发送命令给数字基带部分，数字基带将接收到的命令按照协议规定进行编码，形成基带信号送往射频处理部分。
