随着微电子和微电子机械(MEMS)技术的发展,微型移动机器人在包括微纳制造、生物医药工程、精密仪器、通信和军事工业等领域上的应用前景已经得到广泛的关注和深入的研究。尺度的改变使机器人的研究面临更大的挑战,其中能源供给问题是其迈向实用化的主要瓶颈之一。微波电能传输具有无线无限时供电、能量转换效率高、整流天线功率密度较高、结构紧凑等优点,其面向微型机器人应用的优越性不言而喻。本文从偶极子天线模型和肖特基势垒二极管的SPICE模型入手,深入研究了整流天线的时域模型,在该模型的基础上分析了影响微波/直流转换效率和输出电压的各种因素,并探索了面向微型移动机器人应用的整流天线的设计方法,创造性地在整流天线上设计了微带线馈线和集成地层反射板,在成功减小体积的同时提高了增益。研制出高低压两种整流天线,大量的实验测试和分析验证了模型和设计的合理性和可行性。面向实用和实验需求本文研制了一套微波电能传输的发射系统,可在2.40~2.50GHz每500kHz步进的ISM全频带内提供10~20W的微波功率。该系统采用宽带锁相环稳频、对数放大器检测功率,并使用数控衰减器实现了发射功率调节和高动态范围的功率检测。三级结构的高功率微波放大器保证了输出功率。本文还在基于Stick-slip驱动原理的平面微动机器人上实现了整流天线阵供电工作,其获得的驱动电压高达80V,运动速度0.23mm/s,分辨率可到微米级,相对于电池供电驱动效率更高,并实现了微控制器的稳定工作。分析了直流电动机在整流天线阵驱动下的性能、存在问题和解决办法。验证了微波电能传输方案在微型移动机器人上应用的合理性和优越性。本课题的研究,探索了面向微型机器人的微波电能传输系统的设计方法,有助于微型机器人的实用化发展和应用。