电磁波可以承载能量和信息,它的诸多优良特性使其应用广泛,而电磁调控是其应用的关键部分。超材料(Metamaterial)具有一些普通材料不具有的特殊电磁性质,使超材料具有强力而广泛的电磁调控能力。无线能量传输(Wireless power transfer,WPT)技术可以应用在诸多耗能设备或系统上,WPT的应用可使人类生产和生活更加便捷、高效和安全。超材料合理的电磁调控则可以改善WPT的传输效率、距离和安全等关键性能。人工磁导体(Artificial magnetic conductors,AMC)是一种超表面,其表面阻抗大、存在表面波带隙、且具有平面波零反射相位差的特性,可用于低剖面天线增益。已有多种类型的AMC结构被提出,并且可以根据应用需求较方便的调节AMC的尺寸、工作频率和带宽等性能。本文将AMC结构引入最简单的双线圈无线能量传输系统中来调节传输效率和传输距离。本文主要包括以下内容:第二章利用仿真和实验方法展开了对双线圈WPT系统中引入正方形谐振单元AMC结构的传输效率和传输距离变化的研究。本文在发射线圈的一端引入了AMC结构,即AMC结构和接收线圈分别位于发射线圈的两端,这种结构有利于WPT系统的集成。研究发现,双线圈WPT系统在引入该AMC结构以后,近磁场激发了谐振单元的多个共振模式,空间近磁场增强,从而导致接收线圈接收到的传输效率增强。同时,研究发现,接收线圈传输效率的增强还有另外一个原因,其原因是AMC结构属于高阻抗表面,可以起到屏蔽磁场的作用,而AMC结构在屏蔽磁场的同时也对空间磁场进行重新调控,对空间磁场起到了局域的效果,最终起到了增强传输效率的作用。为了清楚的分析其中的物理原因,文中分别给出了发射线圈处的反射图和接收线圈处的相位图和磁场侧面分布图加以说明。在本文中,因为AMC结构的谐振单元有多个,会激发多个共振频率的工作模式,所以本文设计的WPT系统的另一个优点是可以调节的多频率工作模式,且可以通过加载贴片电容将工作频率调节到兆赫兹。另外,分析了加载电容AMC结构的特性,并进一步分析加载电容AMC的各参数对WPT的效率及工作频率的影响,这些参数主要包括贴片电容的电容值大小、AMC单元铜贴片大小、铜贴片间的缝隙、AMC单元的厚度和AMC所用的介质材料。第三章主要研究的是在双线圈WPT系统中引入正六边形谐振单元AMC结构的传输效率和传输距离的变化。同样通过仿真和实验得到正六边形谐振单元AMC结构有着与正方形谐振单元AMC结构相同的作用。但是实验模式数量与仿真差别较大,经分析确定不一致的原因是实验中存在的损耗。因此对仿真系统计入损耗进行修正,在AMC电容位置串联较小阻值的电阻,进行修正后的WPT系统仿真结果与实验结果非常符合,得到更加准确的仿真设计系统,便于今后的进一步研究。第四章对本论文做出总结,并进行展望。