随着人们对能源传输方式的研究,微波能量传输（Microwave Power Transfer,WPT）技术被广泛应用于生物医疗设备、物联网系统、移动设备供能等方面,这是一种在不需要任何导线、导体的情况下将能量从能量发射源传输到能量接收端的技术。由于衡量无线能量传输系统性能的重要指标之一是系统的传输效率,接收端的整流电路是无线输能系统中重要的组成部分,整流电路的整流转换效率对系统的传输效率有关键影响。在无线能量传输系统的实际应用中,由于整流二极管受限于开启电压,导致整流电路在低输入功率下转换效率降低;另一方面,在多节点能量接收或移动节点能量接收场景,节点处于不同位置时与辐射源的距离不一样,能量密度存在很大波动,整流电路需要在大幅波动的输入功率下维持高效率,因此研究可提高低输入功率范围整流效率且效率在宽功率范围内保持稳定的整流电路具有重要的实用价值。针对以上需求,本文主要围绕如何拓宽整流电路的适用功率范围进行探索,主要研究内容如下:1、一种基于阻抗压缩与能量回收技术的宽功率范围整流电路。针对整流电路输入功率波动范围大的问题,提出了将阻抗压缩和能量回收技术结合的宽功率范围整流电路,利用阻抗压缩技术对两个整流支路的输入阻抗进行压缩（降低输入阻抗发生非线性变化的敏感程度）,改善电路在宽功率范围内的匹配性能,提升效率。同时利用能量回收技术结合低功率和高功率整流支路用于拓宽总整流电路的适用功率范围并保持高效率。本文分析了整流电路、阻抗压缩和能量回收技术的工作原理并且作出了详细具体的数学推导和理论分析,设计了一个工作频率为2.45GHz的整流电路进行软件仿真和实际电路测试,测试结果中整流电路最高整流效率为69.24%,适用功率范围可达30d B,验证了通过结合两种技术拓宽整流支路工作的输入功率范围的设计思路的有效性。2、一种新型的基于多音信号波形调控的低功率范围的高效率整流电路。提出了优化多音信号波形用于整流电路的输入信号的设计方案,多音信号波形优化技术是通过调节各个音调信号的频率、振幅、相位以及音调信号的数目从而优化多音信号的峰均比和占空比,输入信号能量大部分集中在高峰值的区间,使得整流二极管在低输入功率下更容易达到开启状态,从而提高整流电路的转换效率。文章中对多音信号波形优化的工作原理的理论分析和数学推导得出多音信号设计的关键性能参数,设计了音调频率分别为913MHz、915MHz、917MHz的三音信号和与之匹配的一个工作基频为915MHz的多音信号整流电路进行软件仿真和实物电路测试。实际电路测试中,整流电路最高整流效率为51.4%,当输入功率为-25d Bm时,整流转换效率为20.0%;当输入功率为-20d Bm时,整流转换效率为33.5%,与设置相同的正弦信号整流电路的整流效率相比,波形优化技术提高了整流电路在低输入功率下5～10%的整流效率,验证了波形优化技术设计思路的正确性。同时,提出了波形优化调控的概念用于更进一步地优化多音信号整流电路的性能并进行了仿真测试。3、融合波形调控提升效率的方法和宽功率范围整流电路的设计,进一步拓展功率动态范围。设计中的整流电路不仅利用多音信号波形优化技术提高在低输入功率下整流电路的转换效率,而且通过双路异构的能量回收技术拓宽了多音信号整流电路的适用功率范围,实现了能够覆盖低输入功率范围的宽功率范围整流电路的目的。本文深入分析多音信号波形优化与能量回收技术的工作原理和相互影响机制,再从整流电路设计角度对波形优化技术与能量回收技术的结合进行理论可行性分析。设计了音调频率分别为913MHz、915MHz、917MHz的三音信号和与之匹配的一个工作基频为915MHz的多音信号宽功率范围整流电路进行软件仿真和实物电路测试,实际电路测试结果为整流电路的最高效率为55.3%,当输入功率为-25d Bm时,整流转换效率为20.8%;当输入功率为-20d Bm时,整流转换效率为30.8%;输入功率从-13d Bm到12d Bm整流电路整流效率大于40%,适用功率范围可达25d B,证明了结合两种技术用于提高低功率范围整流电路整流效率且拓宽整流电路的适用功率范围的可行性。