随着物联网技术和无线传感网络技术的高速发展,人们对于低功耗电子设备的需求与日俱增,环保高效的射频能量收集技术,可以收集自由空间中的免费无线射频能量,在未来可能成为低功耗设备的最理想供能方式。目前,该技术中大功率传输技术还可以应用于微波驱动无人机、射频识别、偏远地区供能等多种场景。射频整流电路是射频能量收集系统的最关键部分,将直接决定无线射频能量采集系统的性能,同时还受系统的接收天线、充电电路等整合效率的影响。为了满足物联网场景应用中的微功率要求,论文主要关注于微功率输入条件下的检测灵敏度与检测效率,对小信号条件下整流二极管进行了建模,提升设计的准确性;设计一款宽输入功率整流电路及与其共轭匹配的接收天线,减少中间阻抗变换的反射能量损失;设计了毫伏级直流升压充电电路,构成了微能量收集的整体系统方案,系统工作频段为2.45GHz;主要研究内容和取得的成果包括以下三部分内容:（1）建立了小信号输入条件下的二极管电路模型。由于仿真软件中所采用的仿真模型没有考虑封装参数,与实测模型有一定误差,特别是在微功率的输入条件下。对二极管S参数进行了测量,基于相关参数进行了建模;利用Matlab仿真软件进行了数据拟合,得到了二极管自建模型的相关参数。（2）设计了一种应用于无线能量收集领域的宽输入功率整流电路。利用双支节结构提升小功率输入条件下的整流效率。基于二极管的非线性特性,引入了一种新的带阻结构来降低虚部阻抗并实现谐波抑制。为了提高不同功率输入条件下的整流效率,优化λ/4微带线来调节双支节整流器输入阻抗的变化,实现两个支路的功率比值由输入功率的值自动调整,同时满足0～15d Bm和-20～0d Bm高低输入功率的不同情况。设计一款新型阻抗压缩网络,实现整流电路在宽输入功率范围保持输入阻抗稳定,扩大了整流器的输入功率范围,最终制作了一款工作在2.45GHz下的宽输入功率整流电路,在-5dbm到12dbm输入功率范围内,整流效率均大于40%,0dbm时整流电路效率最高可到51.5%。最后设计了一款与整流电路输入阻抗共轭匹配的插入馈电微带贴片天线。（3）设计了一款基于LTC3108芯片的DC/DC升压充电电路。介绍了充电芯片的基本结构和升压原理,对比分析了两款充电芯片的适用场景,选择了冷启动电压更低的LTC3108作为充电电路的芯片,在LTspice中导入该芯片的Spice模型并连接好外部电路,仿真实现将低至20mv的直流输入电压提高到3.3V输出,选取超级电容储存输出的直流能量,并且在AD中绘制原理图和版图以便后续实测,最终整合整流电路、接收天线、充电电路实现宽输入功率范围射频能量收集系统,并分析该系统可行性与效果。