随着当代科学技术和医疗水平的蓬勃发展,可植入医疗设备的问世在医学诊断、治疗和监测等方向发挥重要作用。但是,传统植入型医疗设备却一直面临着的一些难题,例如,电池使用寿命短,频繁的手术更换电池将易导致伤口感染,以及体内电池在进行充电时会使得组织局部温度过高等。然而,无线能量传输技术可以有效解决上述存在的各种问题。它主要通过近场磁场耦合的形式,不仅透过皮肤及其它组织将电能传递给植入元件部分,同时还能够实现实时数据交互,因此被广泛应用于植入式医疗电子系统中。当前植入式医疗器件的无线充电系统中将面临如何提高无线传输距离、无线充电效率,和降低人体组织特别吸收率(SAR)值以保障身体健康不受电磁辐射的危害等难题。本文基于耦合模理论分析双线圈无线能量传输系统的基本原理,以计算双圆环线圈在不同结构时对应的互感大小、提高无线充电系统的传输效率和降低天线近场电场辐射的SAR值为切入点,设计了一套具有高效性和安全性的植入式双圆环无线充电系统。该系统由体外发射电路、双线圈耦合结构、体内接收电路以及负载元件组成。对上述无线充电系统,本文主要开展的研究工作如下:首先,介绍了植入式医疗设备中无线充电系统的相关研究背景以及国内外无线能量传输技术的发展史,并且分析了无线能量传输系统的基本工作原理。其次,基于两环形线圈互感计算理论的基础上,分析讨论影响系统传输效率的主要因素。采用纽曼积分公式法和Grover法分别计算包括双平行圆环线圈的共轴、轴向偏移、径向旋转和具有一定宽度和厚度四种结构对应的线圈互感大小,以及分析各空间位置参数对互感大小的影响。最后,以磁耦合理论和分割法理论为设计思路,提出了内嵌磁芯结构的双圆环收发天线和具有高品质因数(Q)值的分割式双面环发射天线,并将两种不同结构的天线模型加工成实物和进行测试。结果显示,相比于传统的单线圈耦合结构,内嵌磁芯双圆环结构的传输效率提高了约27.8%,同时SAR值降低9.8%左右。高Q值分割式双面环结构相对后者来说,传输效率提高了近一倍,同时SAR值降低23.61%左右。