随着科技的不断发展,无线电能传输技术凭借其良好的用户体验,受到越来越广泛的关注,磁耦合共振式线圈在植入式医疗、电动汽车、便携式移动终端等领域具有广阔的发展前景,是目前的研究热点。但是线圈设计并不成熟,还存在诸多不足,线圈趋肤效应和欧姆内阻过大等因素导致系统的传输效率偏低,因此线圈设计的关键技术有待进一步研究。线圈作为无线电能传输系统的关键部件之一,对其结构的研究具有重大的意义和工程价值。首先,在介绍完课题研究背景、意义以及线圈的研究现状之后,阐述了磁耦合共振式无线电能传输技术的基本原理,并讲明了单线圈传输和多线圈传输的电路表达式,通过对两种线圈模型的分析,对无线电能传输的工作原理有了更加深刻的体会,为后文的分析与研究打下了坚实的基础。其次,对共振线圈的特性进行了深入的研究,首先分析了线圈的几种结构,其次分析了线圈电感、电容以及电阻等参数的计算方法,最后分析了趋肤效应、系统频率、品质因数、耦合系数等对传输效率的影响。得出的结果是使用多股导线紧密绕制线圈时可以增大线圈线径,降低欧姆损耗,以及提高耦合系数能在一定程度上提高系统的传输效率。再次,对共振线圈的参数进行了设计,使线圈工作在1MHz的频率之下,且传输距离能达到10cm,然后利用HFSS仿真软件对单个平面螺旋线圈与嵌套式双平面螺旋线圈进行仿真分析。分析了电源频率、传输距离、中心轴夹角等因素对传输效率的影响。针对单个平面螺旋线圈传输距离短以及定向性差等问题,本文设计了一种高效可控的磁耦合共振线圈,通过嵌套式的设计可以控制线圈的磁场分布,使磁场能够集中在传输方向,这种嵌套式线圈不仅传输面积小、增大了传输距离还提高了系统的传输效率,取得了良好的实验效果并完成了设计要求。最后,搭建了磁耦合共振式无线电能传输系统的实验平台,将系统中心频率设定在1MHz,平台以DSP为控制核心,绕制了线圈实物,最后验证了仿真的结果并测量了实际数据。