随着全球自然资源的不断消耗,开发和应用可再生资源的需求愈加受到人们的关注。而且传统的供电方式具有线路复杂和老化维护的问题,需要开发免电池系统和自供电系统。基于以上两点,自发采集环境中各种可持续能源的能量收集器逐渐受到学者们的关注和研究。对于环境中充斥着各种不同功率密度的射频信号,目前已有技术可以对一定功率密度下的射频能量进行收集。但环境中射频功率密度低,造成收集到的功率能量有限。然而环境中仍旧存在着多种绿色能源,如果能同时收集多种能源,势必会提高能量收集功率。因此,本文设计出一种基于射频能量和太阳能的混合能量收集器,利用接收天线和光敏模块对二者进行收集,并将光敏模块收集到的光照电压作为偏置电压提供给整流二极管,通过射频功率和太阳能在电路中的协同作用,以实现收集到更高功率能量的目的。本文的主要工作包括:首先,结合二极管的理论模型,利用ADS电磁仿真软件对整流二极管的输入阻抗进行分析,对所选整流二极管的工作特性进行验证。同时,设计出一款工作在2.45GHz且射频输入功率为-20～0dBm的混合整流电路,选择单管串联的整流拓扑结构对信号进行转换,通过改进匹配网络结构,在太阳能的作用下使得电路的能量转换效率有所改善。当射频输入功率为-10dBm且光照强度为140lux时,整流电路的整体转化效率仿真和实测结果分别为64.7%和54.9%。并且,基于三维电磁仿真软件HFSS设计出一款工作在2.45GHz宽带圆极化天线,将接收天线与光敏模块及混合整流电路进行系统搭建,完成系统性能测试,实测结果表明,当射频功率从-20dBm到0dBm增加,同时太阳能光照强度从44lux到548lux增加时,系统的能量转换效率从35%增加到73%。其次,针对功率变化范围为-35～-20dBm的射频能量,为了能与太阳能实现协同工作,设计了两款工作在2.45GHz和5.8GHz的双频整流电路,分别为双频双支路整流电路和双频单支路整流电路。当射频输入功率为-30dBm,并与光照电压协同作用于电路时,双频双支路整流电路的整体转换效率为39.3%,双频单支路的整体转换效率为39.9%。另外设计了一款针对2.45GHz和5.8GHz的双频带接收天线,用来与双频单支路电路搭建系统,完成天线和电路的联合仿真。该双频带接收天线在2.45GHz处呈现圆极化特性,在5.8GHz处呈现椭圆极化特性。仿真结果表明,当射频功率从-35dBm到-20dBm增加,同时太阳能光照强度从25lux到122lux增加时,联合仿真的能量转换效率从36.7%增加到58.9%。