采用大口径阵列天线的窄波束形成能够实现针对固定目标的高效率微波无线能量传输。实际应用中,传能目标位置发生改变时,要求功率波束具有相应的自适应调整能力。基于相控天线阵回复式反射的波束控制技术普遍被认为是对移动设备进行跟踪供电的有效方法。该方法基于相位共轭原理,通过分析能量接收设备发射的导引信号,获得相控阵列形成聚焦于接收设备所在位置波束所需的馈电相位,从而实现功率波束的自适应调整。为此,回复式反射波束控制需要解决两个关键技术问题,包括(1)如何高效可靠地获取导引信号的共轭相位信息,并据此对天线阵的馈电相位作实时准确的控制;(2)如何实现导引信号和功率波束良好隔离,避免功率波束对微弱导引信号接收的干扰。本文围绕上述两个关键问题,研究了基于回复式反射微波无线能量传输系统设计,以及外差式导引信号接收和共轭相位生成电路系统及其组件的实现。具体工作内容如下:(1)基于频分复用方法和外差式硬件混频方式获取共轭相位信息的回复式反射系统设计方案。选取功率载波为导引信号的2倍频,采用高性能滤波器实现2.9GHz的导引信号与5.8GHz功率载波的良好隔离,并基于该频分复用架构设计导引信号的外差式接收和相位共轭处理电路系统,形成回复式反射波束聚焦系统方案。实测了导引信号接收相位、波束聚焦馈电相位以及收发距离通道间光程差之间的关系,验证了该回复式反射方案实现波束聚焦的可行性。(2)回复式反射微波能量传输系统各硬件模块的设计与实现。设计并实测的硬件模块包括:(i)4单元微波能量发射天线阵列,每个阵列单元包含一个8乘8固定馈电的5.8GHz发射子阵列和1个2.9GHz导引信号接收天线;(ii)导引信号的接收、隔离滤波和放大电路模块;(iii)基于双平衡混频器的导引信号共轭混频电路及其性能测试系统;(iv)功率生成电路,包含共轭导引信号倍频、放大电路。(3)回复式反射微波无线能量传输实验系统的搭建与演示。完成了4米距离上微波功率二维跟踪聚焦传输的实验演示,通过实测数据验证了本文提出的回复式反射波束聚焦实时控制方案的有效性。