随着无线充电在生活中的应用,近年来对无线电能传输的研究也越来越重视。无线电能传输原理大致可分为微波辐射式、电磁感应式和磁耦合谐振式三种。因磁耦合谐振式无线充电有着传输距离远,传输过程中并不要求线圈绝对的正对,辐射小等优点,应用场景广泛。实际使用过程中线圈之间通常不会是完全处于同轴状态,径向的错位会引起系统的阻抗失配,导致系统传输功率和效率降低。故本文针对磁耦合谐振式无线输电系统中的线圈径向错位问题进行研究。本文提出采取定点阻抗匹配的方法以提升系统的传输功率和效率,主要研究工作如下:(1)利用耦合模理论和互感理论对磁耦合谐振式无线充电进行理论分析,建立双线圈传输结构的自感和互感模型,进行线圈处于非同轴情况下互感计算的推导。计算了系统的传输效率,并给出了最大功率传输的条件。(2)进行阻抗匹配的分析,在分析常用的阻抗匹配网络后选择了结构较简单的L型匹配电路,给出了L型匹配电路各参数的计算公式,同时提出了利用史密斯原图的阻抗匹配方法。建立线圈模型,优化设计后进行HFSS和ADS的联合仿真,得到线圈传输过程中的等效输入阻抗,功率增益等信息,并利用史密斯原图对各径向偏移距离的情况进行阻抗匹配设计。仿真结果验证了增加阻抗匹配电路对整个系统传输功率和效率的提升作用。(3)实际测试电路的等效输入阻抗,设计并制作继电器电容阵列阻抗匹配电路板实物,设计动态阻抗匹配的流程框图和各模块的选择。搭建无线充电实验平台,包括信号发生器,直流电源,一级和二级功率放大器,整流稳压电路和负载。(4)进行动态阻抗匹配各模块的调试与测试,进行接收线圈径向移动的实验,在系统中加入阻抗匹配网络后进行前后实验结果对比,验证所设计的阻抗匹配方案的可行性。本文针对接收线圈径向错位情况下的双线圈结构无线供电系统进行研究,提出阻抗匹配方案以使其传输功率和效率得以提升,在仿真实验的基础上制作阻抗匹配电路板进行实验验证,初步证明了所设计的方案的可行性,为相关的研究提供了依据和实验基础。