微波输能(Microwave Energy Transmission,MET)技术具备传输距离远、移动性好等优势,受到了学者的广泛关注。整流天线作为微波输能系统中的重要一环,对整流天线的研究是一个极具价值的研究方向。本文对接收天线和直通滤波器进行合理的改进,设计了一款基于扇形滤波技术的整流天线。主要工作如下:首先,设计了一款共面波导(Co-Planar Waveguide,CPW)馈电的2.4GHz正六边形超宽带(Ultra Wide Band,UWB)天线,仿真数据显示,天线的相对带宽为66.7%,参数S11的值为-28.9822d B,增益的峰值为2.5457d Bi。仿真结束后,还对该天线进行了实物制作,采用USB矢量网络分析仪对天线的回波损耗和输入阻抗进行测试,并将测试结果与仿真结果进行对比,两者基本吻合。其次,设计了两款高低阻抗线输入滤波器,仿真结果显示,两款滤波器在二倍频与三倍频处的衰减均大于-20d B,具有较好的谐波抑制(Harmonic Suppression,HS)能力。随后,设计了扇形和开路枝节的直通滤波器与三扇形枝节的直通滤波器,仿真结果显示,三扇形直通滤波器滤除二次和三次谐波分量的能力更优,且在2.45GHz、4.9GHz、7.35GHz处参数S21的值依次为-52.192d B、-71.872d B、-60.432d B,因此整流电路中的直通滤波器部分采用三扇形枝节的直通滤波器来取代。再者,将工作频点和输入功率分别设定为2.45GHz和20d Bm,得到二极管的阻抗,并设计了对应的匹配电路。随后,将整流电路中的各部分导入ADS软件中,对输入滤波器进行选型,仿真结果显示,添加了输入滤波器2的整流电路的效率更高,故采用输入滤波器2来取代整流电路中的输入滤波器部分。最后,对整流电路(由输入和输出滤波器,匹配电路,二极管等组成)进行联合仿真分析及优化,经优化后整流电路的转化效率为72.2%,输出电压为5.5V。仿真结束后,还对该整流电路进行了实物制作,采用信号发生器、电阻箱、万用表等对电路的输出电压进行测试,并将测试结果与仿真结果进行对比,两者基本一致。综上所述,本文设计的整流天线(由接收天线和整流电路组成)在ISM频段的微波输能系统中具有一定的应用价值,并能发挥较好的作用。