研究方向索引
无源物联网方向
1. 泛在环境反向散射
2. 多模态能量采集
生物医疗方向
3. 基于片上学习的闭环神经调控
4. 用于植入设备的体内外双向直连通路
泛在环境反射通信
泛在环境反射通信是一种依托环境中现有射频信号（如 Wi-Fi、BLE、5G、电视信号等）实现超低功耗、无源通信的新型无线技术。该技术通过调控终端天线负载反射环境射频信号完成信息调制与传输，无需主动射频发射，具备“零电池”运行能力，特别适用于大规模部署、长期运行的物联网节点。在芯片层面，为实现反射节点的超低功耗运行，系统集成了多个面向能效优化的关键模块，包括极低功耗和低噪声 PLL、RCO、XO用于参考时钟生成，高频谱效率反射器，低功耗传感器设计，以及低功耗唤醒接收前端以实现持续环境感知与能耗最小化控制。未来，AI 赋能的环境反射通信将在 6G 网络、智能医疗监测、绿色城市物联与工业边缘智能等场景中发挥关键作用，成为构建“无源互联、智感泛在”新一代绿色物联网的核心底座。[ISSCC' 2021] [ISSCC' 2024] [CICC' 2025] [视频1][视频2]
能量采集技术通过高效捕获环境中广泛存在却被忽略的微弱能源（如射频能量、光能、热能、压电能等）并将其转化为可用的直流电能，彻底革新了无线传感器网络节点、物联网终端及可穿戴设备等低功耗装置的供电方式。这项技术的核心价值在于实现了免电池、免线缆、免维护的“无源自供能”设计理念，显著降低了长期部署与维护成本，并大幅延长设备使用寿命至理论极限，特别适用于偏远或难以维护的应用场景。聚焦于此核心技术领域，我们团队致力于压电能量采集、射频能量采集以及多源混合型能量采集方案的研究与设计。目前，我们在上述三个方向均已取得实质性的研究成果，积累了成熟的设计经验，可为特定应用需求提供定制化高性能的解决方案。[ISSCC' 2019]
植入式周围神经刺激器（IPNS）通过无线供能与微型化设计，可直接置于刺激靶点以降低导线连接风险并延长使用寿命，但其微型化面临两大核心挑战：深部植入导致无线供电功率骤降，以及组织温升问题加剧。恒流刺激器因安全和结构简单被广泛采用，但宽电流范围刺激时的效率低下。为此，采用无多比率线性调节的电荷泵（CP）闭环动态供电生成器，结合可重构CP阵列，无需大体积外置元件即可实现跨宽刺激电流范围的最优效率提升。该系统通过可调幅值、宽度和频率的对称双相刺激波形，兼顾电荷平衡与多样化临床需求，为深部植入场景下的高效大范围电流刺激提供了可行的微型化解决方案。
在无线可植入医疗设备（IMD）中，相较于传统的电磁波和线圈耦合方式，超声传输在器件尺寸、植入深度及能量传输效率方面展现出显著优势。当前，超声传输面临的核心挑战在于实现植入物微型化的同时，确保其在深部组织中维持高吞吐量通信。现有研究主要采用主动驱动和时分复用（TDMA）等方案，但仍受限于高功耗与吞吐量瓶颈。为此，我们创新性地引入频移概念，构建了一个基于超低功耗、连续超声反向散射的通信系统，以实现高通量连续通信。该系统通过在频域上分离入射超声信号与反向散射信号的频谱，显著提升了通信质量，为分布式植入式系统在深部组织中的高效供能与高吞吐量通信提供了创新的解决方案。[BioCAS' 2024]