近年来,越来越多的科研人员投身于无线能量传输技术的研究,旨在扩大无线能量传输系统的应用领域、提升无线能量传输系统性能。本文首先研究了近场磁谐振耦合无线能量传输技术,然后设计仿真测试了三款电小天线,最后以提升系统能量传输效率为出发点,设计了一款新型的磁导率及介电常数均为负数的超材料,并将其应用于磁耦合无线能量传输系统以提高系统的传输效率。主要完成了以下工作:(一)研究了磁谐振耦合无线能量传输系统的工作机理。基于无线能量传输电小天线设计理论,设计了一款球面螺旋电小天线,该天线采用球形结构,多臂缠绕,在80cm距离处,能量传输效率达到91%。同时对设计的天线进行了加工、测试。(二)基于无线能量传输电小天线设计理论,根据单臂→两臂→两臂+金属帽→两臂+金属帽+铁氧体的设计思路,设计了一款新型的加载金属帽的柱面螺旋天线,实现了在传输距离为2.5m处(天线最大尺寸的6.25倍)以85%的传输效率完成无线能量传输。同时对设计的天线进行了加工、测试,实验验证结果与仿真结果的误差在允许的范围之内。(三)根据四线圈类型无线能量传输天线理论、无线能量传输电小天线设计理论,设计了一款工作频率为13.56MHz的新型的螺旋电小天线,实现小型化、低频、中距离高效无线输能。对设计的天线进行了加工、测试,实验验证结果与仿真结果的误差在允许的范围之内。(四)研究了电磁带隙结构、频率选择表面和左手材料的电磁特性及应用,深入研究了实现负介电常数及负磁导率的基本原理。然后研究了将左手超材料作为天线覆层提高无线能量传输系统的效率的理论,在周期性结构仿真原理的基础上设计出一款在13.56MHz时介电常数与磁导率同时为负的新型周期性超材料单元。并通过实验,证明其对于优化无线能量传输系统性能的良好效果,测试结果与仿真结果基本一致。