无线电能传输是目前的一个热门研究方向。现阶段常用的电磁耦合方式,器件较庞大,频率高导致功率衰减迅速,且存在一定程度的电磁辐射,在生物安全性上有所争议,在植入式设备等特定场合并不适用。以超声波作为新型载体的无线输能系统具备零电磁辐射和良好的方向性等优势,成为近年来的一个研究热点。本文对超声无线输能系统的关键技术展开研究,主要包括以下三个方面:(1)对超声波无线能量传输系统进行了理论研究与仿真。探究了超声波的传播特性,压电换能器的能量转换特性,分析了介质中的声场分布,探求了频率、换能器尺寸、介质、距离、角度等参数对声场的影响。Matlab的声场视图化仿真结果表明:超声波传播的方向束性随频率f和换能器尺寸a的增大而增强。声场指向性的仿真分析表明:在相对角度θ为0的条件下换能器具有更高的转化效率。(2)运用统计声学的方法,设计了一套实验系统。从实验的角度,研究并验证了上述参数对超声无线能量传输的影响。分析了系统在传输过程中的能量损耗,建立了系统能量衰减的统计回归模型。通过该模型,验证了仿真结果,对信道特征进行了描述,实现了对系统的预测和性能分析。(3)基于1672 MAX芯片设计了后端稳压转换电路。针对换能器产生的能量不稳定的特点,通过对DC-DC电路的设计与优化,将超声波换能器产生的不稳定电压转化为稳定的5V电压输出,同时可通过外部电阻设置,实现5.5V~V25.1的电压可调。本文提供了一种新型无线输能系统设计的方法。在纯水介质中超声波频率为40KHz、换能器尺寸38mm、最佳转化角度0?、传输距离10cm的条件下稳压电路可有效输出4.91V直流电压,实现了10.5mW的电能传输。初步实现了超声波无线输能系统的设计方案,系统性能与文献相近。