基于伪厄米特特异点的无线传感系统及其异构耦合特性

《IEEE Microwave and Wireless Technology Letters》：Pseudo-Hermitian Exceptional-Point-Based Wireless Sensing System With Heterogeneous Coupling

一种基于异质电感-电容耦合的三共振体三聚体异常点无线传感器，实现第三阶异常点，相比传统结构缩小面积50%，理论分析和实验验证了其立方根频率偏移特性及高精度读出能力，适用于微型化传感器。

　　

摘要：

本文介绍了一种伪厄米特异常点（EP）无线传感器，该传感器利用异质感应-电容耦合在紧凑的三谐振器结构中实现三阶异常点（EP3）。通过将传统的增益-中继-损耗感应链路替换为混合感应/电容链路，将两个LC谐振器合并为一个物理实体，从而使传感器尺寸缩小约50%，同时保留了EP3拓扑结构。扰动分析表明，当中继谐振器或损耗谐振器的电容发生扰动时，其特征频率变化遵循立方根定律；其中，对中继谐振器扰动的响应大约是后者的1.6倍（在某些传统全感应三谐振器应用中，后者是唯一可调节的节点）。该传感器的异常点是通过Im(S11)的零点交叉来确定的，而非通过反射信号的低谷点，这种方法能够抑制线宽展宽并提高读出精度。EP3响应的理论预测通过仿真和实验得到了定量验证。所提出的异质耦合范式与标准印刷电路板和定制的读出电路工艺完全兼容，进一步实现了超微型传感器的尺寸缩减。