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无线电能传输技术(WPT)具有便捷、智能、高效等特点，在电动汽车、电动自行车、移动设备和家用电器等领域得到了广泛应用。在WPT系统中，谐振补偿网络参数的设计、发射端和接收端之间无线信号传输的速度和稳定性，对于保证WPT系统的整体性能至关重要。本文以无线携能通信系统能量与信息的耦合技术为研究对象，重点研究了切换式的谐振补偿网络结构及其参数设计方法、无线能量与信息同步传输的耦合结构、耦合干扰特性及参数优化方法。具体开展了以下工作: 首先，在无线能量和信息同步传输的机理方面，通过分析近场传输原理，得到无线能量与信息同步传输时的工作特性和频率限定条件;通过互感模型和对勾函数模型，得到无线能量传输系统的输出功率、效率与系统参数之间的耦合关系;通过对比不同的信号调制/解调方法和分析信息与能量的耦合与解耦原则，得到适用于无线能量与信号同步传输的调制/解调方法和信息与能量的耦合与解耦方法。 其次，在无线电能传输系统的谐振补偿网络参数设计方面，通过分析不同结构的谐振补偿网络的输出特性，得到输出为恒流或恒压的谐振补偿网络结构特性及其参数限定条件;从安全充电的角度出发，提出了两种切换式的副边谐振补偿网络设计方案及参数设计方法;通过台架实验，对所提出的谐振补偿网络切换方案和参数设计方法进行了验证，实验结果表明，通过采用所提出的切换方案和参数设计方法，WPT系统能够实现恒流模式向恒压模式的自动和稳定切换，验证了所提出的切换方案和设计方法的正确性和合理性。 再次，在无线能量与信息同步传输方面，提出了两种不同的系统结构，分别是单线圈双谐振结构和感应高频载波结构。首先针对单线圈双谐振结构，通过建立系统模型，分析了能量传输功率、信号传输带宽及能量与信号之间的串扰特性与系统参数的耦合特性;以兼顾能量传输功率、效率以及信号传输带宽和信噪比为目标，提出了该结构的电路参数设计方法;通过分析系统参数间的制约特性，指出该结构仅适用于百瓦级别的无线携能通信应用;根据所提出的参数设计方法，设计并完成了距离为1米，能量传输为354W，信息传输速率为19.2kbps的无线携能通信系统，验证了对于该结构的结构特性分析和参数设计方法的准确性和有效性。 最后，针对感应高频载波式的携能通信系统结构，通过分析不同谐振补偿网络及不同的信号加载位置时的能量和信号的耦合干扰特性，以最小化干扰特性为目标，提出了一种基于加参数的LCC谐振补偿网络的携能通信体系结构;通过对不同来源的干扰进行分析，以最大化系统输出功率、效率和最小化系统干扰为目标，提出了一种多目标的谐振补偿网络参数设计方法和一种基于注水定理的频率分配方法，同时指出由于该结构的灵活性，其适用于千瓦级别的无线携能通信应用;根据所提出的系统结构和设计方法，完成了一套传输距离为1米，能量传输功率为1kW，信息传输速率为1.9Mbps的无线携能通信系统，验证了所提出的结构和参数设计方法的可行性和有效性。