在基于磁场共振耦合的无线电能传输系统中,由于磁场能量的衰减,传输效率随着传输距离的增大而迅速下降。针对这一问题,本文研究了电磁超材料对无线电能传输系统传输性能的增强作用。电磁超材料起源于光学,其特点在于根据需求反向设计材料的单元结构,将其视为均匀介质,得到异于自然材料的超常电磁特性。将这种材料应用于磁共振式无线电能传输系统中调控交变的磁场,可提升系统的传输性能。本文建立无线电能传输系统添加电磁超材料的仿真模型与系统实验样机,从无线电能传输系统的磁场强度分布、谐振线圈之间的互感、系统接收端负载功率三个方面探究加入电磁超材料后系统传输性能的变化。根据无线电能传输技术的应用需求,设计应用于低频段的电磁超材料,并对频率的调节与材料性质之间的关系进行分析。在仿真与实验中,基于节省空间的考虑,将电磁超材料放置于系统接收线圈旁分析其影响。主要内容如下:(1)设计部分。根据磁共振式无线电能传输系统的需求,对电磁超材料进行分析与设计。基于调控磁场的需求,以产生等效负磁导率为目的,设计小型电磁超材料并对其进行电磁仿真,得到S参数经反演提取法计算其等效的电磁参数。通过添加集成元件的方式对频率响应区间进行调节,并分析这种调节带来的其它影响与存在的局限。(2)仿真部分。将所设计电磁超材料与无线电能传输系统结合,对其进行电磁仿真。所设计的电磁超材料具有等效负磁导率,当放置于系统接收线圈侧时,具有增强磁场分布的方向性的作用。在不同距离下均具有良好效果。(3)实验部分。搭建完整的无线电能传输系统样机进行实验研究。测量添加电磁超材料前后无线电能传输系统的实验数据,通过谐振线圈互感值的增大,以及在发射功率不变的情况下接收端负载功率的增强说明电磁超材料对无线电能传输系统传输性能的增强。最后,将结果与已有文献进行对比,本文所使用的电磁超材料可应用在较低频段的无线电能传输系统中,放置于接收线圈旁,既节省空间又有显著增强效果。