无线能量传输(WPT,Wireless Power Transmission)由于不受电导线的约束,具有诸多潜在的应用场景,如太阳能卫星系统、边远或危险地方的无线输能、基于WPT系统的浮空平台通信基站和无线物联网节点的电力供给等。毫米波整流是将接收天线接收的毫米波能量转换成直流能量,是无线能量接收的重要组成部分,更是WPT的关键技术之一。当前的毫米波整流器存在整流效率低和成本高的问题,因此本文旨在研究和实现高效率低成本的毫米波整流器。基于0.1-μm GaAs工艺,本文完成了W波段高效全集成单二极管整流器和倍压整流器的设计,其中全集成单二极管整流器已流片并完成测试验证。本文的主要贡献如下:第一,设计并实现了一款W波段高效全集成单二极管整流器。此整流器采用单个肖特基二极管的整流结构,通过两段1/4波长的微带线为一次谐波构建高阻抗通路的方法来进行高频滤波,并用插入损耗较低的微带线构建匹配网络。芯片测试结果表明,该整流器在频率为99 GHz、输入功率为22 dBm时实现了13.8%的最大整流效率,并在97.5~100 GHz频带内具有超过10%的整流效率,在100~300Ω的负载范围内也具有超过10%的整流效率。第二,设计了一款W波段高效全集成倍压整流器。此整流器采用两个肖特基二极管与一个电容构成的倍压整流结构,通过谐振电容构成了对一次谐波具有针对性滤波效果的高效直通滤波器,并用微带线设计了高带宽低损耗的匹配网络。仿真结果表明,该整流器在输入功率为20 dBm和负载为1000Ω的条件下,在90~98 GHz频带内实现了25%以上的整流效率;并在输入功率为20 dBm,工作频率为94 GHz时,负载为800Ω处获得28.5%的最大整流效率,且在500~1500Ω的负载范围内均具有超过26%的整流效率。