微波无线能量传输技术在传感器网络节点的无线供能、太阳能空间站对地面的无线电力传输以及无人机的无线供电等方面具有极其重要的应用价值。在微波无线能量传输技术中,电磁能量接收天线的性能对整个微波无线能量传输系统的工作效率起着至关重要的作用。传统的电磁能量接收天线存在尺寸大、效率低、接收带宽窄、极化稳定性以及入射角稳定性较差等问题,而超材料电磁能量接收器的研究为解决上述问题提供了新的途径。目前超材料电磁能量接收器的研究还处于初始阶段,虽然实现了较高的工作效率,但工作带宽相对较窄,并且能同时在多个性能指标上表现良好的超材料电磁能量接收器还有待研究。因此,本文针对以上问题开展了研究,提出了一种超材料电磁能量接收器的设计思路,设计了三种性能优良的宽带超材料电磁能量接收器,并对其进行了机理分析和规律总结,为今后研究适应于复杂环境的超材料电磁能量接收器提供参考。本文的主要研究内容如下:（1）提出了一种超材料电磁能量接收器的设计方法,并用等效电路分析法,通过公式推导,给出了影响其谐振频率和工作效率的内部结构因素。（2）提出了一种宽带超材料电磁能量接收器结构,研究了其金属图案的尺寸参数、介质基板的尺寸参数以及电磁参数对其工作效率和谐振频率的影响,总结了各影响因素下工作效率和谐振频率变化规律。通过分析金属过孔位置的影响,发现金属过孔与电磁波电场的相对位置决定其吸收电磁波的极化形式;通过电磁波的入射角的影响分析,发现电磁波的磁场对工作效率影响较大,电场对谐振频率影响较大。（3）在前面的影响因素规律研究的基础上,通过合理的设置金属过孔的方法以及调节各参数,设计了一种极化稳定性的宽带超材料电磁能量接收器。仿真结果显示在TE、TM极化波下,在5.8GHz处的工作效率达到了98%以上,90%以上工作效率对应的相对带宽达到23.6%以上。另外,通过仿真分析该超材料电磁能量接收器具有较强的极化稳定性和宽入射角特性,以及较强的负载特性。（4）提出采用空心金属圆柱和具有旋转对称结构相结合的方法,设计了一种超宽带超材料电磁能量接收器,其具有较薄的介质基板,仿真结果表明具有极化稳定性和较好的宽入射角特性。