电场耦合式电能传输（Electric-field Coupled Power Transfer,ECPT）技术是以高频电场作为媒介来实现电能的无线传输,该技术具有耦合极板形状易变、简易轻薄等特点,当ECPT系统处于工作状态时,周围环境受到的电磁辐射小,耦合极板之间及周围的金属导体产生涡流效应甚小。众多的优点让该技术越来越受到世界各国专家学者的重视,开始应用到多个领域。无人机作为一种广泛应用于各行业的现代化智能工具,目前大部分民用无人机采用的都是有线充电方式。无人机续航能力弱,需要频繁充电,频繁地插拔不仅会影响充电的安全性,还会影响工作的便利性。为了解决有线充电的一些弊端,目前国内外许多专家学者已经围绕磁场耦合式无人机无线充电展开了研究并取得了一定的研究成果,而针对电场耦合式无人机无线充电的有关研究却寥寥可数。本文结合ECPT技术的相关特点,旨在设计并实现一种基于ECPT的无人机无线充电系统。希望该系统设计合适的逆变电路、谐振网络和耦合机构,保证在无人机的移入、移出过程中均不产生过高的电压电流冲击,且当无人机移入后,系统能够高效稳定地为负载提供需要的功率;当无人机移除后,系统能自动进入待机状态。由于无人机载重能力有限,在设计谐振网络时应尽量减少在电能拾取端即无人机机身处使用电感、电容等补偿元件。本文在分析了无人机无线充电系统的基本结构和原理的基础上,结合无人机的实际充电需求,明确了设计要求;分析了常见的高频逆变电路和谐振补偿网络的优缺点,最终选择双T型谐振网络作为该系统的补偿网络,全桥逆变器作为该系统的高频电能变换器;对常见的三种ECPT耦合机构进行比较,针对无人机的特殊需求,提出了一种新型“圆台式”耦合机构,并在仿真软件Maxwell中建模并进行仿真分析,并分析了耦合机构的抗偏移特性;在基波近似法的基础之上,对无人机无线充电系统的电路进行设计和分析,用交流阻抗法对无人机移出系统前后的工作特性进行了分析;采用正弦逼近法来推导理论分析,通过总谐波畸变率来判断逆变输出电流iL1的波形是否接近标准正弦波,从而得出一套适用于该系统的参数设计方法。根据该参数设计方法在LTspice中建立电路仿真模型验证该系统的可行性。最后根据参数设计方法及仿真分析搭建了实验装置,阐述了系统的相关硬件电路设计。所设计的系统在无人机移入移出后均未产生电压电流冲击,无人机移出后,系统自动处于功率为0.2W的低功耗待机状态;无人机再次移入后,系统迅速恢复到稳定充电状态,稳定充电时输出功率为39.015W,达到了期望的目标。