将磁耦合无线电能传输技术应用于无人机电能补给,可充分发挥无人机灵活性高机动性强的优势;利用阵列式磁耦合装置,不仅可提升无线电能传输系统抗错位能力,减轻对高精度无人机降落位置、角度的依赖性,还能对多无人机同时进行无线电能补给。因此,本文从单体全向磁耦合装置、全向耦合磁场的线圈激励模式、阵列式发射线圈拓扑及原副边能量传输配对、试验样机搭建与测试四个方面展开研究,设计阵列式无人机无线电能传输系统。针对无人机着陆精度有限的问题,提出一种基于空间旋转磁场的单体全向磁耦合装置。从多绕组空间布局、多相电流时间配合两方面入手,设计单体磁耦合装置发射侧结构及其线圈激励电流相位,从而控制耦合磁场的合成磁矢量,在发射线圈上方形成空间旋转磁场;为有效接收该旋转磁场能量,兼顾磁耦合装置电磁干扰问题,研究能量耦合方式,从而确定单体磁耦合装置接收侧结构;利用ANSYS Maxwell软件,对提出的磁耦合装置进行仿真测试,分析其磁场作用范围和全向能量传输性能;仿真结果表明强磁场集中在无人机起落架底部,63%的三相发射单元最大充电区域面积内,原副边互感随位置变化情况支持全向能量传输。针对接收线圈位置复杂多变的问题,研究全向耦合磁场的线圈激励模式,以实现高效无线电能传输。设计原边电路拓扑,通过多相逆变电路产生多相线圈激励电流并控制其相位,利用谐振补偿电路提升无线电能传输能力并获得恒定的多线圈激励电流;利用基波分析法对单体无线电能传输系统建模,获得系统直流输入与输出的数学描述;基于此数学描述研究多相激励电流相位与系统直流输出电压的关系,以获得传能效果更好的全向耦合磁场激励模式;利用PSpice搭建系统电路模型进行仿真验证,结果表明两种激励模式均可实现能量的全向传输,且在相同条件下,第二种激励模式可使负载电压提升30%-90%。为扩大有效充电区域面积,以对多个无人机同时进行无线电能传输,设计阵列式发射线圈并完成能量传输单元配对。为实现任意三个互相相邻的发射线圈均可构成一组三相发射单元（三相发射单元的重构性）,在单体磁耦合装置的基础上,设计发射线圈与铁氧体的拓展方式,形成阵列式发射线圈;由于三相发射单元的重构性,需选择合适的三相发射单元与接收线圈组成能量传输单元,进行无线电能传输;对比分析现有无人机位置检测方案,研究可基于无线电能传输系统自身信息的位置检测方式;平衡快速性与准确性,基于枚举法、二分法和三相发射单元重构性设计接收线圈与发射单元配对方案;在Maxwell和PSpice中搭建仿真模型,验证能量传输单元配对方案及对多无人机同时进行无线电能传输的可行性。搭建无人机无线电能传输实验平台,进行单体磁耦合装置无线电能传输及阵列式能量传输单元配对方案的实验测试。基于单体无线电能传输系统数学描述及无人机尺寸约束,设计磁耦合装置尺寸并搭建实物样机;完成实验系统器件选型及硬件电路制作;实验测试旋转、定向激励模式下单体磁耦合装置的全向能量传输性能,结果表明,两种激励模式均可实现全向能量传输,且定向激励模式下能量传输效果更佳,输入相同时,系统最大传递功率由269.4W提升到487.7W,对应能量传递效率由90%提升到92.7%;搭建阵列式无线电能传输实验平台,对单接收线圈与发射单元能量传输配对方案进行实验测试,结果表明,所设计方案可找到传能效果最佳的三相发射单元,完成接收线圈与发射单元的能量传输配对。