随着经济的快速发展和人们对健康意识的不断提高,越来越多的植入式电子器件出现在医疗行业中,为人们提供便捷的服务。然而,经皮(植入式)电子设备也面临着许多问题,其中如何长期为其提供高效、稳定的电能一直是研究的重点与热点。而磁耦合谐振式无线供电技术具有较为合适传输距离、稳定性好、谐振频率较低、无电磁辐射等特点,是目前解决植入式电子设备供能问题的有效途径。同时,考虑到病患的日常生活,植入式电子设备一般体积较小,而生物体内的环境又复杂多变,因此对磁耦合谐振式无线供电系统中的接收端小型化设计和研究其在生物组织内部的传输特性是势在必行的。本文基于UESTC-SMC国际合作研究课题,设计了小型化的无线供电接收端天线,并在此基础上研究了医疗无线供电系统中传输性能与接收端的植入位置、传输距离、接收端数量以及生物组织电特性之间的关系。本文的主要工作如下:(1)使用耦合模式理论和互感电路理论分析了耦合系统在不同空间尺度、不同接收端数量下的传输效率主要与线圈之间的互感值和最佳负载有关。(2)利用电磁仿真软件HFSS建立了小型化接收线圈的仿真模型和较大尺寸的体外发射线圈仿真模型,并根据实际需求对线圈参数进行优化设计。(3)建立了三层组织结构的生物组织仿真模型,对在生物组织中的植入深度、倾斜度、位置以及植入生物组织的介电常数和电导率对植入式能量接收天线的影响进行了仿真和分析,并对磁耦合谐振式无线能量传输中产生的电磁辐射对生物组织和植入式电子元件进行了安全性评估。(4)搭建了医疗无线供电的测试平台,对在不同影响条件下的传输系统进行了测试,得出了接收端的轴向移动、径向移动、轴间旋转角、植入深度以及双接收端对传输效率影响的曲线图和柱状图并与仿真的结果进行了对比。本文使用高频电磁仿真软件对磁耦合谐振式无线供电系统中的线圈进行了小型化设计和参数优化,并对其在生物组织中不同位置处的性能进行了仿真分析与实验论证,同时开展了一对多的传输特性实验,实现了在一定传输距离下对双接收端同时供电,为无线供电在医疗植入式电子设备中的应用提供了一定的理论和实验基础。