随着无线通信、物联网和半导体集成的研究,低功耗、小型化无线传感设备得以发展和应用。射频能量收集为无线传感设备能源供应提供了新的思路,解决了无线传感网络供电的问题。射频能量收集系统中最关键的部分就是整流天线,它主要由接收天线和整流电路构成,主要功能是将环境中的低输入射频功率转换为可用的直流功率,其整体性能直接决定着整个系统的能量收集效率。本文主要对射频能量接收天线和整流电路展开深入研究,并完成整流天线的设计。(1)设计了一种带有交叉贴片的单层单馈双频圆极化天线,该双频贴片天线为设计其它多频圆极化天线提供了一种新方法。在交叉贴片的长臂的上端引入一个水平短截线,并从短臂的两端延伸出锐角,以分别在低频(1.64GHz)和高频(3.45GHz)上实现双频圆极化。本文设计的天线尺寸为53 60mm2,可以应用在射频频段。实验结果表明天线的阻抗带宽分别为250 MHz(1.55-1.8GHz)和1440 MHz(2.2-3.64GHz),并且在这两个频带中3dB轴比带宽分别为250MHz(1.52-1.78GHz)和520MHz(3.08-3.6GHz)。天线收集效率达到71%。将天线进行了印刷制作以及测试,测量结果与仿真结果基本吻合。(2)设计了两个单频整流电路,频率分别为1.64GHz和3.45GHz。电路结构都采用的是二倍压整流结构,元器件采用型号为HSMS-286C的整流二极管、1000Ω的负载和100pF的电容。频率为1.64GHz的单频整流电路,其匹配网络的是采用T型结构,输入功率为12.5dBm时,整流效率为74%。频率为3.45GHz的单频整流电路,其匹配网络采用T型结构,输入功率为13.9dBm时,整流效率为72%。以两个单频整流电路为基础,设计了一个频率为1.64GHz和3.45GHz的双频整流电路,电路结构采用的是Greinacher桥型全波整流结构。两个支路的匹配网络均采用T型结构,当频率为1.64GHz,输入功率为15.1dBm时,整流效率为65%;当频率为3.45GHz,输入功率为15.1dBm时,整流效率为68.5%。(3)将接收天线和整流电路结合,完成整流天线的设计,进行实物测试,当输入功率为15.1dBm时,当频率为1.64GHz和3.45GHz时,整流效率分别为60.5%和64.9%。