张 靖，曹鹏飞，郝钟秀，付鹏程，程 琳，李 平

(兰州大学信息科学与工程学院，甘肃 兰州730000)

随着科技的飞速发展，电子设备的应用在我们工作和生活中几乎无处不在，然而传统的供能方式因为电路老化、线路复杂、插拔电火花的安全隐患等问题已经不能完全满足生产生活的需要，1914年Tesla提出的无线能量传输(Wireless Power Transfer，WPT)技术为解决这一问题带来了曙光[1]。WPT是电磁波在空气中无接触的传输能量的技术，根据其机理不同，一般分为三类[2]:电磁感应式[3]、电磁辐射式[4]和磁耦合谐振式[5]。磁耦合谐振式无线能量传输(MRC-WPT)因其适用于中程距离能量传输及良好的抗偏性且在日常生活中对环境和人体相对友好而受到广泛关注。MRC-WPT是当发射端和接收端产生相同频率的磁场时，能量最大限度的从发射端耦合到接收端。但随着传输距离的变化，系统处于失谐状态时近场传输的磁场呈指数衰减，传输效率大大降低。为解决这一问题研究人员提出了电路阻抗匹配[6]，线圈优化[7]以及增加中继[8]等方法，其中，超材料因其具有的倏逝波放大作用[9]能够有效增强WPT系统的传输效率而备受青睐。

超材料一般是由金属与介质按照一定的排列组合形成的周期性二维或者三维结构的特殊人工电磁材料，具有负折射率[10]和倏逝波放大等特殊性质。2011年Wang设计了一款负磁导率超材料用于MRC-WPT，将系统的效率从17%提高到47%[11]。之后，超材料应用于WPT的研究不断深入，利用遗传算法进行小型化优化[12]，新材料替代铜线和基板来减小电磁损耗[13]等，但是这些研究都集中在单频点超材料增强WPT的传输效率。……