微波输能（Microwave power transmission,MPT）技术是一种绿色无污染的无接触式新型充电方法,突破了传统有线充电法的各种限制,可应用于机器人、射频识别、物联网节点部署、5G基站部署、无人机太空项目、危险环境能量供应等领域。微波输能系统由发射端和接收端构成,其中接收端是系统的核心部分,决定了整个系统的效率。其基本原理是利用整流电路和接收天线将自然环境中的射频能量转变为日常电子设备可用的直流能量,完成能量供给。论文正是基于此对接收天线和整流电路进行研究,主要研究内容如下:根据接收天线的基本理论以及双频天线的设计基础,利用仿真软件设计了三种工作在2.45 GHz和3.50 GHz的微带贴片天线。为了提高天线带宽、降低制作成本、减小天线尺寸,对天线进行了开槽、开缝加载以及加载互补开口谐振环结构的改进方法,使天线更好地应用于微波输能系统。在设计过程中,对不同参数、结构进行了仿真分析与对比,确定了天线结构和尺寸。最后对加载互补开口谐振环结构的天线制作测试,与仿真结果一致性良好。根据整流电路以及阻抗匹配的基本理论,利用仿真软件设计了工作在2.45 GHz的单频整流电路。对传统直通滤波器、整流结构以及单频匹配网络进行了仿真分析,确定了电路尺寸和结构。其次,以单频整流电路为基础,设计了工作在2.45 GHz和3.50 GHz的双频整流电路。再次,设计了谐波抑制效果良好的扇形微带线谐波抑制网络,并采用所提出的基于Π型结构共轭阻抗匹配方式完成阻抗匹配网络设计。仿真结果表明,双频整流电路具有良好的电路性能,在两个频点可以取得70.02%和68.36%的最大整流效率以及2.97 V和2.93 V的最大输出电压。进而结合版图联合仿真的结果,进行电路加工制板实现,并进行测试。实测整流效率峰值可以达到61.61%和58.67%,测试结果与仿真结果接近,电路性能较好,可有效地应用于MPT接收端。最后,搭建射频源、低噪声放大器、发射天线、接收天线、整流电路、万用表、射频电缆构成的微波输能系统并进行系统测试,最终测得系统效率有较高的峰值,可达到38.15%,相比于其它电路构成的微波输能系统效率有较大提升。