近日，北京大学电子学院联合西安交通大学电气工程学院先进电磁调控与能量转换技术研究中心在非厄米无线传感领域取得重要进展。研究团队首次提出普适非厄米临界点（Critical Point，CP）概念，并设计出新型无线传感电子电路架构，成功实现了微弱信号的高精度、远距离、高信噪比实时无线监测。相关成果以Critical point-based wireless sensors enabling tiny perturbation detection为题，发表于国际著名期刊《科学进展》（Science Advances）。

无线传感技术因能突破物理连接限制，在封闭空间/复杂环境下的电网监测、航空航天高端装备、先进可植入健康医疗以及具身智能/物联网传感网络等领域具有广泛应用前景。然而，由于传统无线传感架构受固有损耗特性制约，难以实现微小信号的远距离高精度探测。虽然基于宇称—时间（PT）对称的传感架构可提升性能，但需严格的平衡增益-损耗配置，对元件参数和强耦合系数要求苛刻，且在奇异点（EP）附近热噪声急剧放大，严重限制了实际应用。

本研究突破了上述局限，提出了一种非平衡增益—损耗配置的普适非厄米临界点无线传感架构。与传统架构及PT对称架构相比，该架构约束条件更为宽松，展现出独特且丰富的动力学特性，不仅实现了超高品质因数和更远的无线探测距离，还从根本上解决了传感灵敏度、信噪比与耦合强度之间长期存在的权衡难题。

实验结果显示：该架构用于耦合系数传感时，可解析低至1.92×10^-4的耦合系数变化，探测极限较PT对称架构提升超过七倍；且因耦合系数与特征频率解耦，可有效消除电容变化引起的频率响应干扰。同时，用于微小非对称电容传感时，能探测低至2.5×10^-5的扰动（对应约0.6飞法的电容变化），较以往报道结果提升2-3个数量级。

特别值得一提的是，该传感架构在振动噪声复杂的实际环境下仍能稳定捕捉微小非对称电容变化，实现远距离实时信号监测。此外，该架构还可拓展至无线电能传输等领域，为高效无线供能提供新路径。此项研究有效推动了非厄米动力学理论向无线传感实用化迈进，为开发高分辨率、高灵敏度、高信噪比的无线电子传感器件与系统提供了新的理论框架和技术方案。

不同传感架构示意图

基于CP架构的耦合系数传感特性

基于CP架构的非对称电容传感特性与例证

该研究由西安交通大学微电子学院青年拔尖人才马超副教授（耿莉教授团队，原北京大学电子学院博雅博后）及北京大学电子学院彭练矛院士、胡又凡长聘副教授团队和西安交通大学电气学院董天宇教授团队联合完成。微电子学院副教授马超、电气学院博士殷珂（现为四川大学助理教授）和硕士生张卓玉为共同第一作者，电气学院董天宇教授和北京大学电子学院长聘副教授胡又凡为共同通讯作者，北京大学电子学院彭练矛院士参与指导工作。研究过程中，电气学院博士生沙笑因和赖浚安提供了重要技术支持。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea6541

马超副教授主页：https://ele.xjtu.edu.cn/info/1019/2797.htm

董天宇教授主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/tydong