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随着物联网时代的到来,由众多负责采集各方面信息的传感器组成的传感网络将大量应用。供电问题是其面临的主要问题之一,而随着无线通讯产业的迅速发展,环境中的射频信号将越来越丰富,这使得环境射频能量收集成为物联网时代自供电方案的选择之一。由于其具有能量来源稳定,不受天气影响,无污染等优势,近年来广受关注。而现有的射频能量收集系统一直受到带宽和灵敏度的制约。为了拓宽带宽以提升系统输入功率,提升系统灵敏度以适应低功率密度环境,本文设计了两款新型整流器,并结合宽带圆极化接收天线完成高灵敏度宽带射频能量收集系统的设计与实现。论文的主要工作有以下几个部分:一、本文对国内外宽带射频能量收集系统的研究背景与进展进行了讨论。对环境中射频能量分布情况进行了调查与分析。然后介绍了射频能量收集系统的结构组成,并讨论了接收天线和整流器的工作原理和性能指标。二、分析了后端倍压整流电路的阻抗特性。引入阻抗调谐电感和阻抗变换枝节调谐输入阻抗使其满足复阻抗双频匹配技术的实现条件,之后基于复阻抗双频匹配技术实现宽带匹配网络。最后制作宽带整流器实物测试并分析其性能,当输入功率为0 dBm时,该整流器工作频带为1.25-2.2 GHz,具有55.1%的相对带宽,当输入功率上升到5 dBm时,整流效率均高于50%。三、分析了负载对整流器阻抗匹配和灵敏度的影响。设计阻抗谐振单元调谐整流电路的输入阻抗,之后结合新型二阶阻抗匹配网络完成高灵敏度宽带整流器的设计。最后制作实物测试并分析其性能。当输入功率为-15 dBm时,该整流器可以在1.8-2.5 GHz的频带上正常工作。四、设计了一款宽带圆极化天线作为系统的接收天线,将高灵敏度宽带整流器与接收天线相结合,组成完整的高灵敏度宽带射频能量收集系统,介绍了系统测试环境,测试系统并分析结果,其在低输入功率环境下能够正常工作。