磁耦合谐振式无线电能传输(Magnetic Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT)技术是无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)研究领域中的一个重要方向,能够实现在中等距离下电能的高效传输,在实际生活中具有广泛的应用前景,已成为该领域的研究热点。然而在目前的研究中,MCR-WPT的传输距离和传输效率仍然无法满足某些应用的需求,多负载系统的最优工作频率随着负载个数的变化而不稳定。因此,本文针对MCR-WPT的传输距离、传输效率以及最优工作频率开展了基础性理论分析及仿真研究。研究内容主要分为以下几个方面。本文首先对MCR-WPT系统中的关键特性进行介绍与分析。基于单谐振器模型,对耦合模理论和互感理论展开分析,并对系统拓扑结构、谐振器在空间与组成上的不同结构类型进行详细研究,介绍了系统的传输特性以及高频能量转换技术。其次,在对系统的主要参数进行合理设计后,针对传统的双谐振线圈结构进行了较为详细的理论分析,在系统达到最优传输的前提下,研究传输效率随着传输距离的变化情况,为本文进一步的研究内容奠定了理论基础。然后,针对MCR-WPT双谐振线圈系统传输距离较短这一问题,采用一种带中继线圈的三线圈系统结构来进行改进。对该系统进行建模分析、电路等效等一系列工作,得到系统最优传输时的频率配置及系统传输效率随距离变化的数学模型。在仿真实验中,相比于双线圈系统,三线圈系统之间的传输距离在传输效率不变的情况下得以增大,输出功率得到提高,验证了三线圈结构系统的优越性。同时,对单中继-多负载MCR-WPT系统中最优工作频率随着负载个数的变化而变化这一问题,提出一种接收线圈空间排布法,使得排布半径在一定的有效区域内变化时,可以保持系统的最优工作频率恒定不变。最后,加入E类功率放大器作为系统的高频电源,使系统的传输效率和输出功率均得到提升。此外,针对传统E类功放中的开关管所承受的电压值和电流值较大这一缺点,设计出一种新型的E类功率放大器,并将其应用于带中继线圈的三线圈MCR-WPT系统中。根据其工作原理对系统中各元件的参数进行设计,利用Matlab/Simulink搭建完整的MCR-WPT系统模型进行仿真。结果表明与传统的E类功率放大器相比,在系统参数相同且传输特性保持不变的情况下,新型E类功放中的开关管所承受的电流和电压值均有所降低,使系统的安全性和可靠性都得到一定程度的提高。