磁耦合谐振式无线电能传输技术因具备传输效率高、传输距离可达数米远、以及可穿过水、土壤等非导磁性障碍物等优点,在移动电子设备无线充电、嵌入式传感器无线供电等领域具有良好的应用前景。在许多应用场合中,除了实现电能无线传输外,还需要实现数据的同步传输。目前,在进行电能与信号无线同步传输时仍存在相互干扰严重、传输电路结构复杂、信号传输距离近、易受金属材料影响等一系列难题需要解决。针对以上问题,本文对频分复用式无线电能与信号同步传输方法开展了深入研究,主要研究工作如下:（1）提出了一种新型频分复用式无线电能与信号同步传输系统结构,建立了其等效电路模型,通过理论研究和数值仿真找出了影响系统传输性能的关键因素,分别是电源频率、信号载波频率、信号采样电阻。（2）建立了频分复用式无线电能与信号同步传输系统的电路仿真模型,通过电路仿真软件分析了电源频率、信号载波频率、信号采样电阻、以及接收线圈电感比值对传输系统性能的影响,验证了理论方法的可行性。（3）针对接收线圈靠近金属板和金属轴两种情况,建立了磁耦合线圈的有限元仿真模型,分别对涡流损耗和线圈磁场分布进行了研究,并开展了电路联合仿真,分析了不同金属材料对无线电能传输效率的影响。（4）搭建了无线电能与信号同步传输样机,分别改变电源频率、信号载波频率、线圈距离和电能接收线圈附近金属材料,对电能和信号传输电压进行了实验测量和比较分析。实验结果表明:本文提出的频分复用式传输方法能够有效降低电能与信号同步传输的干扰,并且在线圈距离为2米时也能获得较好的无线信号传输效果;电能接收线圈附近金属材料会降低电能传输效率,铁、铝、铜对传输效率的影响程度依次减小,验证了理论和仿真分析的正确性。