麥姆斯咨詢獲悉，近日，北京大學電子學院聯合西安交通大學電氣工程學院先進電磁調控與能量轉換技術研究中心在非厄米無線傳感器領域取得重要進展。研究團隊首次提出普適非厄米臨界點（Critical Point，CP）概念，并設計出新型無線傳感電子電路架構，成功實現了微弱信號的高精度、遠距離、高信噪比實時無線監測。相關成果以Critical point-based wireless sensors enabling tiny perturbation detection為題，發表于國際著名期刊《科學進展》（Science Advances）。
無線傳感技術因能突破物理連接限制，在封閉空間/復雜環境下的電網監測、航空航天高端裝備、先進可植入健康醫療以及具身智能/物聯網傳感網絡等領域具有廣泛應用前景。然而，由于傳統無線傳感技術架構受固有損耗特性制約，難以實現微小信號的遠距離高精度探測。雖然基于宇稱—時間（PT）對稱的傳感技術架構可提升性能，但需嚴格的平衡增益-損耗配置，對元件參數和強耦合系數要求苛刻，且在奇異點（EP）附近熱噪聲急劇放大，嚴重限制了實際應用。
本研究突破了上述局限，提出了一種非平衡增益—損耗配置的普適非厄米臨界點無線傳感技術架構。與傳統架構及PT對稱架構相比，該架構約束條件更為寬松，展現出獨特且豐富的動力學特性，不僅實現了超高品質因數和更遠的無線探測距離，還從根本上解決了傳感靈敏度、信噪比與耦合強度之間長期存在的權衡難題。
不同傳感技術架構示意圖
實驗結果顯示：該CP架構用于耦合系數傳感時，可解析低至1.92×10??的耦合系數變化，探測極限較PT對稱架構提升超過七倍；且因耦合系數與特征頻率解耦，可有效消除電容變化引起的頻率響應干擾。同時，用于微小非對稱電容傳感時，能探測低至2.5×10??的擾動（對應約0.6飛法的電容變化），較以往報道結果提升2-3個數量級。
基于CP架構的耦合系數傳感特性
基于CP架構的非對稱電容傳感特性與例證
特別值得一提的是，該傳感技術架構在振動噪聲復雜的實際環境下仍能穩定捕捉微小非對稱電容變化，實現遠距離實時信號監測。此外，該架構還可拓展至無線電能傳輸等領域，為高效無線供能提供新路徑。此項研究有效推動了非厄米動力學理論向無線傳感實用化邁進，為開發高分辨率、高靈敏度、高信噪比的無線電子傳感器件與系統提供了新的理論框架和技術方案。
該研究由西安交通大學微電子學院青年拔尖人才馬超副教授（耿莉教授團隊，原北京大學電子學院博雅博后）及北京大學電子學院彭練矛院士、胡又凡長聘副教授團隊和西安交通大學電氣學院董天宇教授團隊聯合完成。微電子學院副教授馬超、電氣學院博士殷珂（現為四川大學助理教授）和碩士生張卓玉為共同第一作者，電氣學院董天宇教授和北京大學電子學院長聘副教授胡又凡為共同通訊作者，北京大學電子學院彭練矛院士參與指導工作。研究過程中，電氣學院博士生沙笑因和賴浚安提供了重要技術支持。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea6541
《傳感器技術及市場-2026版》
《量子傳感器技術及市場-2026版》
