面向物联网应用的超低功耗3阶互调反向散射无源传感系统

来源：电子与信息学报杂志2026年第2期北京时间：

作者：黄瑞杨, 武鹏德

单位：1.杭州电子科技大学电子信息学院 杭州 3100182.杭州电子科技大学温州研究院温州市“微纳传感与物联网”重点实验室 温州 325038

摘要：传统反向散射通信无法同步实现射频能量收集与传感信息读出，而基于有源标签的传感信息回传存在较高通信能耗。该文提出一种新颖的3阶互调(IM3)反向散射式无源传感系统，可在不影响射频能量收集效率的前提下实现传感信息低功耗读出。该文研究了整流电路中反向散射IM3产生机制，通过差频嵌入阻抗调控IM3信号转换效率，传感信息控制嵌入阻抗谐振频率变化，将传感信息映射到IM3信号强度凹陷点变化上，查询器通过扫描该凹陷点反演传感信息。实验结果表明，该系统能准确读取传感信息，能量转换效率仅比纯整流模式下降约5个百分点；在1 m无线传输距离下，反向散射IM3信号反演的传感电压与直接测量值误差小于5%，为解决同步能量收集与模拟量读出、低功耗信息传输问题提供了新方法。

关键词：无源传感, 无线数据和能量协同传输, 射频能量收集, 低功耗, 3阶互调

基金资助：温州市基础科研项目(G2023073)