无线能量传输技术是指在发射端将直流能源转化为射频能量,然后在空间中以电磁波的形式传输,最后在接收端转化为可利用的直流能源的过程。无线能量传输技术分为近场和远场两种方式,前者通过电磁线圈耦合传输,后者由天线发射射频能量,在接收端通过整流天线接收并转换为直流。与传统的有线输电方式相比,无线能量传输更适用于一些特殊场合。另一方面,随着无线通信的迅速发展,周围环境中射频能量密度不断增长,通过能量收集的方式,利用空间中的闲散射频能量给小功率电子设备供电的想法,得到了越来越多的关注。在远场无线能量传输系统的接收端和能量收集系统中,整流天线均是实现射频到直流转换的关键模块,并且国内外研究学者已经展开了大量的研究。因此,本文在对现有整流天线技术充分调研的基础下,着重研究了应用于不同场景下的整流天线的分析和设计方法,主要工作如下。(1)针对射频能量收集系统中,环境射频频率分布广,能量密度低的特点,设计并实现了三款宽带多频整流电路。其中单支路宽带整流电路可以收集GSM1800/GSM2100频段的能量,实测效率最高56.4%;双支路宽带多频整流电路和三支路宽带多频整流电路分别可以收集 GSM900/GSM2100/Wi-Fi 和 GSM900/GSM1800/GSM2100/Wi-Fi 频段的能量,实测效率最高分别 57.5% 和 55.9%。 三支路整流电路与国外已发表的宽带整流电路相比,在同等输入功率的条件下,增加了 GSM900频段,效率达到相近的水平。其次,本文在已有的宽带槽天线基础上,通过添加耦合缝隙谐振贴片产生低频谐振,实现了宽带多频天线。天线可以覆盖GSM1800/GSM2100/Wi-Fi频段和部分GSM900频段,可以加载在宽带多频整流电路前端作为接收天线。(2)针对无线功率传输系统中,传输功率大,功率强度波动大的特点,设计了一款工作于5.8GHz的大动态范围整流电路。采用基于场效应管开关的自适应多二极管级联大动态整流电路技术,结合可重构功分器进一步扩大整流电路的动态范围。将效率大于40%的输入功率动态范围从单串联二极管结构的4-15dBm,扩展到4-29dBm,仿真效率最高61%,与国外已发表的达到同等转换效率的大动态整流电路相比,输入功率动态范围展宽了 13dBm。