随着胶囊内窥镜的功能多样化和小型化,对胶囊内窥镜的供能方式提出了更高的要求,如供能功率大、工作时常长、体积占比小等。无线能量传输(Wireless power transfer,WPT)技术作为一种有效的供能方式可以为胶囊内窥镜提供持续的、高能量密度的能量供给。另外,在满足胶囊内窥镜能量需求的同时,接收装置的体积占比也是衡量其性能的重要指标之一。本文研究了 一种接收装置体积占比小的 WPT 系统,包括一维接收线圈(One-dimensional receiving coil,ODRC)结构和三维发射线圈(Three-dimensional transmitting coil,TDTC)结构。首先,在分析目前胶囊内窥镜供能系统特点的基础上,提出了基于ODRC接收系统的方案。该ODRC由缠绕在胶囊外围的单层螺线管构成,且该螺线管体积和质量小于纽扣电池和三维接收线圈,有利于胶囊的功能多样化和小型化。为了保证上述ODRC在任意姿态下都能够有效地接收能量,本文设计了两种能产生具有x,y,z三个分量磁场的TDTC结构。(1)提出了一种可以降低相邻线圈之间耦合的分布式发射线圈阵列,分析结果表明该设计可以在保证发射效率的前提下,有效地降低线圈之间的耦合;(2)为了降低发射线圈结构和馈电的复杂性,提出了一体式发射线圈。该发射线圈由排布在人体躯干表面的三组线圈组成,可分别产生x,y,z三个方向的磁场,具有结构简单、单端口馈电的优点。最后,将所设计的ODRC结构分别和两种TDTC结构组成两种WPT系统进行了仿真和实验验证。针对第一种系统,在空气媒质下进行了仿真,结果表明该系统具有较好的系统传输效率和稳定度。针对第二种系统,分别在空气媒质和人体(动物)组织模型下进行了仿真和实验,结果表明该系统相较于前一种系统具有更好的能量传输效率和稳定度,且所提供的最小功率(186mW)不但可以满足胶囊内窥镜的基本需求,还留有余量扩展其他功能。