随着电子信息技术的快速发展,大量微型、低功耗的无线传感器得到了广泛应用,采用传统的有线和电池供电存在着线路复杂和不可持续的一系列问题,给无线传感器的供电带来了挑战。通过收集环境中电磁波、太阳能、热能等能量,并将其转换为可用电能的能量收集技术,是解决无线传感器自供电的新方法。其中,射频能量收集技术因为不受时间和自然条件的限制,成为近几年的研究热点。本文针对环境中的WIFI和4G通信中电磁波信号的能量收集技术,重点研究了微带阵列收集天线和整流升压电路的设计,并进行了实验验证。本文的工作主要从以下几个方面展开:1.天线作为射频能量收集系统的前端,决定了收集系统的最大功率和效率。本文对收集天线设计过程中所要考虑的关键技术进行了详细的分析。分析了所要实现的微带阵列天线的尺寸计算方法、馈电网络设计技术以及圆极化技术的实现方法。2.针对环境中广泛分布的无线WIFI和4G无线信号,利用天线设计软件HFSS设计并仿真优化了三种阵列天线,包括工作在2.45GHz的2x2切角圆极化天线阵列、工作在2.45GHz的1x4线极化天线阵列、工作在2.6GHz的2x2双极化阵列天线。3.针对不同频率的射频能量收集,设计了工作在2.45GHz和2.6GHz的两种不同频率下的整流升压电路。采用四阶整流升压电路,并利用电磁仿真软件ADS,在不同的工作频率和输入信号的强弱情况下,分别设计了不同的匹配电路,并仿真计算了整流升压电路的转换效率,仿真的电路最佳效率达到了77%。4.利用网络分析仪、信号分析仪、射频信号源等设备以及微波暗室及其测试平台,搭建了射频能量收集系统的测试平台,对工作在不同频段的射频能量收集系统进行了实测。实测数据表明,天线阵列和圆极化以及双极化天线达到了提高射频能量收集功率的目的,实现了对WIFI和4G信号能量的有效收集,实测的电路最佳效率为41%。