近年来,随着物联网和智能设备的发展,出于降低维护成本和提升设备持续工作能力的考虑,无线设备的续航能力尤为重要,提升智能传感设备的续航能力越来越有其必要性。在提升续航能力的途径中,通过设计或优化新型电源方案,和采用超低功耗的通信系统的方式,是两种可靠可行的方案。在电源方案中,采用主动的远距离充电方案相较于光能、风能和机械能具有更好的可靠性。而电磁信号后向散射的通讯方式则是降低耗能子系统功耗的有效途径。课题主要对基于后向散射的无源通信系统进行研究,以通讯系统中的天线理论和低输入功率下的整流系统理论分析为基础,通过对接收系统的通讯天线和获能天线的设计,对整流电路系统的设计,以及对其他工作子系统的设计实现,完成了整个无源通信系统的理论与实物实验验证。主要完成工作包括:1、基于理论分析,设计了一款特征和性能出色的双频段共口径天线,完成了 UHF频段的双圆极化通讯天线和2.4GHz圆极化获能天线共口径设计和实物测试验证;2、基于阻抗压缩网络理论和双传输线的设计,设计了一种集成阻抗压缩和被动升压设计的射频整流电路设计,同时具有宽输入功率范围匹配和低输入功率下的整流效率优化的特点;3、在对六端口直接变频接收机系统数学建模的基础上,理论分析其工作原理,结合设计的计算机解调程序,完成了直接变频接收机子系统的设计和测试,配合整个系统中其他子系统的实现完成了系统整体的联合工作。通过以上理论,最终实现了系统在小型化的条件下实现远距离充电并通信。