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物联网技术的快速发展促进了相关无线传感器的应用,其供电问题也受到人们关注。微波能量收集系统凭借其能全天候使用,工作时间长,维护成本低等优势,成为了一种新型的供电方式。它将空间中分布的电磁能量通过接收天线输入系统,并利用整流电路的交直流转换能力输出直流电压供器件运行使用。本文主要研究用于微波能量收集的整流天线系统,主要包括射频接收天线和整流电路部分。空间中的微波能量分布虽然广泛,但是能量密度很低,实际能应用的频段并不丰富,所以需要尽可能提高天线的接收能力,降低在传输和整流过程中的损耗,这样才能保证足够的输出。为了提高整流效率,本文从微带天线出发,设计了Vivaldi宽带接收天线和共面波导馈电圆极化微带天线。通过对Vivaldi天线添加栅格改善馈电,实现了在1.1GHz～5.2GHz范围内的宽带接收,增益大于9d B。通过对共面波导馈电圆极化微带天线采用偏馈和开槽,改变表面电流分布,实现了1.9GHz～3GHz频率范围内的圆极化输出,工作带宽内的轴比小于5d B。天线接收到的射频能量交由整流电路进行能量转换,最终输出为直流功率,整流电路决定了系统的最终输出和转换效率。本文对整流二极管性能进行了分析,选择了合适的肖特基型整流二极管作为主要器件,利用单极倍压全波整流电路的性能,实现整流功能,并在ADS中对电路进行仿真优化。此外为了降低反射损耗,对整流电路部分进行阻抗分析,利用双枝节匹配结构将整流电路匹配到输入的50欧姆上。在主要工作频段上,均能实现在输入-10d Bm,负载4000欧姆的情况下有300m V以上的电压输出,整流效率大于24%。最后利用仿真模型进行实物制作和测试,验证结果的有效性。测试结果Vivaldi天线的实际工作带宽为1.15GHz～6.1GHz,且各频点处的反射系数均小于-20d B。整流电路的反射系数相比仿真结果有所降低,S11为-11.27d B。微带贴片天线和Vivaldi天线在不同发射源情况下分别有110m V和160m V以及300m V和400m V的稳定电压输出,能够实现微波能量收集的功能。