微波输能技术(Microwave power transmission,MPT)是无线输电的重要发展方向,其一改传统线缆输电带来的限制与不便,可在不适合进行有线输电的危险复杂环境中为设备供电,成为传统有线输电的很好补充。目前其已经在射频识别、无线传感网络、机器人及无人飞行器输能等领域展开应用。微波输能系统主要包含了发射端和接收端两部分,其中接收端的关键技术主要由接收天线和整流电路组成的整流天线构成。接收端会直接影响系统的性能,因此进行接收天线和整流电路的研究,对微波输能技术发展有着关键的推动意义。本文主要研究内容如下:针对系统的应用场景,通过对双频天线理论和实现方法的分析,采用HFSS软件分别设计了三款工作于3.5GHz和5.8GHz的小型双频天线。对设计过程中影响天线性能的结构参数进行分析,得到了天线的具体尺寸。三种双频天线结构简单,体积小巧,可有效降低电路尺寸。最后通过加工测试,对天线的设计进行了验证。基于对整流电路原理和二极管的功耗分析,结合实际电路需求进行了整流二极管的选型。使用ADS仿真软件对普通整流电路和F类整流电路进行了设计仿真。同时,分别对其谐波抑制网络,阻抗匹配网络进行了设计,并对两种整流电路仿真结果中的数据进行了分析讨论。在此基础上设计了一款新型双频倍压整流电路,通过对其进行仿真分析表明所设计的整流电路达到了较好的特性,在3.5GHz和5.8GHz的最大效率均超过了73%。最后经过联合仿真对双频整流电路进行加工测试,测试结果表明电路在3.5GHz和5.8GHz的最大整流效率分别为71.8%和52.9%。