无线能量传输,尤其微波能量传输(MPT, Microwave Power Transmission),是未来能量输运的重要方式之一。为了实现无线输能系统传输效率最大,系统的发射天线可采用聚焦阵列天线,而接收天线可采用微带阵列天线。针对收发阵列天线的设计,本文提出了一种MPT效率优化方法。这是基于给定的阵元及其布局的MPT模拟系统的计算阵列天线的激励分布的方法。根据激励分布,指导馈电网络设计。此方法不仅考虑了诸多阵列天线设计的影响因素从而大大提高了设计的准确性,还获得了特定平面上无旁瓣的横向电场分布的天线特性。本文采用MPT效率优化方法,设计了二维16单元构成的2.45GHz聚焦微带阵列天线。阵列天线将微波能量聚焦于菲涅耳区内、轴向上距离口径为10cm处,并且模拟MPT系统最大传输效率为27.35%。与传统的聚焦阵列天线相比,所设计的聚焦阵列天线采用微带平面结构,其主要特点是聚焦平面上的横向电场分布没有旁瓣而有利于接收天线以合适的口径完全接收能量；实际聚焦距离可达到66%的准确性。还讨论了四种激励分布所得到的聚焦效果对比。本文又用MPT效率优化方法设计了一种用于无线能量接收的6单元构成的915MHz高增益线极化微带阵列天线。另外,还讨论了阵元布局和天线尺寸对阵列天线性能的影响。在相同尺寸下,接收阵列天线A和接收阵列天线C的测量增益分别为9.89dBi和10.03dBi,而较小尺寸的接收阵列天线B的测量增益为9.24dBi。所设计的接收阵列天线的重要特点是在距口径中心给定距离处的横向平面上电场分布没有旁瓣,以有利于能量完全接收。为了验证阵列天线的实用性,设计了以发光二极管(LED, Light Emitting Diode)为负载的三阶Dickson电荷泵结构的整流电路,并搭建了MPT测试平台。实验结果表明当输入到6dBi发射天线的输入功率为10dBm时,保持LED亮的接收阵列天线A、接收阵列天线B和接收阵列天线C的最大传输距离分别为45cm、38cm和51cm。