无人机具有操作灵活、易于起降、环境适应性强等显著优点,被广泛应用于军事对抗、抢险救灾、安全巡检、摄影摄像、农业植保、物流运输等诸多领域。无人机基本上可分为高空大型无人机和低空中小型无人机两种类型;高空大型无人机主要应用于军事领域,低空中小型无人机主要应用于民用领域。目前民用中小型无人机的续航时间普遍较短,而且采用传统人工更换电池的电能补给方式,严重限制了无人机技术潜能的发挥。针对该问题,本文提出了基于磁共振的无人机无线电能传输解决策略,构建无人机+无线电能补给基站的无线电能补给方式,以实现无人机的高效、快速充电。本文的主要研究内容如下:(1)针对无人机无线充电系统的传输效率提高和输出功率优化问题,提出了一种多发射级磁共振解决方法。首先,对单发射级和多发射级系统进行了电路系统建模;其次,构建无线充电系统传输性能与系统多个参数的关系表达式;最后,在关系表达式的基础上,利用极大求导方法得到最佳耦合系数和最佳负载电阻;通过理论分析和仿真验证可得,所提多发射级磁共振方法与传统单发射级方法相比较,所提方法具有更高的传输效率、更大的输出功率和更广的传输区域。(2)针对无人机无线充电时的线圈偏移问题,提出了一种定向恒压输出的解决方法。首先,在单发射级层面,构建系统传输性能与轴向位移、径向位移、偏转角度的理论关系;其次,将该关系式拓展到多发射级层面,得到多发射级系统传输特性与参数的理论关系;最后,确立了发射线圈圆心间距、收发线圈轴向距离和负载电阻的定向恒压输出调节机制。仿真结果表明了所提定向恒压输出方法的有效性。(3)针对本文所提出的无人机磁共振无线充电策略,构建了包含电能发射端、电磁耦合机构和电能接收端的无线充电系统实验平台,并在该实验平台上验证了所提定向恒压输出方法的有效性。此外,在实验平台上还对电能发射端材料对电能传输性能的影响进行了对比分析,确定了非金属材料的电能发射端材料选择。