随着自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicles,AUV)和水下无线传感器网络的应用场合越来越复杂,AUV的供能问题以及传感器的供能、数据传输问题一直备受关注。目前水面对接站通常采用一对一的形式为AUV进行能量补给,这会间接影响AUV的任务进度和效率,同时传统的以金属线缆方式为传感器供能和回传数据的方法也已经不能满足实际需求。磁耦合谐振式无线能量传输技术和近场通讯技术都是利用近场磁场耦合在收发结构之间进行能量交换,因此将二者结合成为解决能量和信息传输的可选方案。本文以等效电路和近场电磁场理论为基础,对无线能量传输技术和近场通讯技术进行了研究,为目前存在的问题提供良好的解决方案。针对复杂水下环境中传感器的能量供给和数据回传问题,本文提出了两种水下无线能量与信息同步传输结构方案,方案中AUV作为电能的供电端和数据的接收端,传感器作为电能的受电端和数据的发送端。为减小线圈角度偏转对传输过程造成的影响,将两组空间位置相互正交的线圈分别用于能量和信息传输,提出了一种三维形式的传输结构。为减小线圈偏移对传输过程造成的影响,通过研究线圈之间水平间距与系统性能的关系,提出了一种阵列式的传输结构,给出了应用模型。这两种结构均能实现能量和信息传输过程的同步和独立化,为传感器供电和数据回传提供了解决方案。针对目前水面对接站与AUV之间的供能问题,为了实现对接站为多个AUV提供高效、持续的供能,本文以电磁场的近场分布为切入点,提出了一种新的立方形发射线圈结构。通过分析不同结构参数下的磁场分布情况对该线圈结构进行了评估,研究了该线圈结构下的系统传输特性,并对多个接收线圈同步传能的模型进行了仿真,仿真结果表明本文所提出的结构具备为多个AUV同步进行有效充电的能力。