随着全球能源消耗的不断加剧,怎样高效利用可再生能源开始受到研究者们广泛关注。近些年来,大规模传感器网络、物联网等技术被广泛应用,人们生活的环境中充斥着大量的电子设备。这些电子设备往往采用原电池为其供电。当电池能量耗尽时,大批量更换电池必定会增加系统维护成本。基于以上两点,环境能量采集技术开始受到研究者们密切的关注。目前,环境中存在的能量种类众多,但往往随机性较大且不连续,部分能源的能量密度较低,导致单一形式的能量采集效率有限。因此,本文设计了一种混合能量采集系统,其可以同时采集环境中的射频能量、光能和热能。首先,本文设计制作了三种能量的采集装置。对于射频能量采集器,本文设计了两种覆盖WLAN工作频段的双频接收天线:微带蝶形缝隙天线和印刷偶极子天线。前者的增益较高,在工作频段内增益大于8.7dBi,最高处可达10dBi。后者的体积较小,全向性较好,可以接收空间任意角度的电磁波能量。随后,本文制作了染料敏化太阳能电池,通过改进光阳极制作工艺、改良对电极使用材料、使用高效的电解质和染料等方式,成功将电池的光电转换效率由3.57%提升至6.44%。最后,本文选用了一种高效的温差热电片作为热能采集器。然后,本文设计了接收天线的整流电路和系统的电源管理模块。本文通过对不同电路拓扑进行仿真,选择出在低功率输入下表现较为良好的单管串联的整流结构。将整流电路制作成实物进行测试,结果显示,在输入为0dBm时,2.4GHz整流电路和5.8GHz整流电路的整流效率分别达到了57%和37%。电源管理模块以bq25570芯片为核心,搭建其配套电路,实现了升压输入、降压输出、过压/欠压保护、最大功率输入等几项功能。最后,本文搭建了整个混合能量采集系统,搭建时充分考虑了系统几部分之间存在的影响。在进行测试时,首先测试了系统单种能量采集时的输出性能,随后又在四种典型情况下测试了系统混合能量采集的输出效果。进而得出结论,相较于单一能量输入,系统在混合能量输入时采集效率明显提高;同时,混合能量输入时,系统对于射频能量采集的灵敏度也有显著提高。