无线传感器网络在煤矿井下的应用极大提高了煤矿井下的监测监控水平,而无线传感器节点由电池供电,其续航能力较低,严重影响了无线传感器网络的稳定性。目前,无线电能传输(WPT)技术的大力发展,以其无需电缆、传输距离远和安全性高等优势,使利用该技术对无线传感器节点进行充电成为可能。基于此,围绕无线电能传输技术的井下应用关键技术展开研究。首先,在分析国内外研究现状的基础上,结合井下电磁波传输特性,建立了井下移动式能量传输系统模型,并分析了影响井下移动式电能传输性能的因素,提出了相应的解决方案。其次,提出了基于亥姆霍兹线圈结构磁耦合谐振式井下无线电能传输方法,通过理论分析和电路仿真,研究了负载功率、传输效率、高频激励有效输出功率随传输距离变化的特性。通过线圈参数的优化,得出了亥姆霍兹线圈结构的最优参数,验证了本文提出的基于亥姆霍兹线圈的能量收集装置,能够使充电范围磁场的均匀度达到92%,减少了由于接收装置位置变化所引起的效率降低问题;同时对该系统进行了电路仿真与实际测试,系统的有效接收效率可以达到60%以上,接收功率大于0.5W,适合井下移动式能量供给。再次,对电磁波在井下巷道环境的衰减特性进行了研究和分析,对不同的井下巷道环境,利用矢量网络分析仪进行了现场实测,测试结果表明,井下电磁能量衰减特性更趋近于基于统计的衰减模型;通过理论计算,可以得出在1-2m的传输距离内,可以接收毫瓦级的电能;基于此,设计了一种以5.8GHz为中心频率的矩形微带天线,通过对接收天线进行整流、滤波电路进行优化设计,得到最优的微带整流天线。实验结果表明,在发射天线功率为5W时,接收天线距其2m处,可以达到3.3mW的接收电量,可以为一些超低功耗的传感器节点供能。最后,提出了一种微带天线的优化设计方法,主要解决在微带天线设计过程中频偏区间的优化问题。利用遗传算法的思想结合天线设计软件对微带天线进行优化,可以有效提高天线的设计精度和天线的性能。