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微型化植入式生物电子器件在疾病治疗、生物标志物监测和生理传感方面展现出突破性的应用潜力。然而，对于毫米尺度器件而言，无线电能传输（WPT）仍然是一个核心限制，因为随着接收器尺寸缩小，组织衰减、低品质因数、互感降低以及对空间和角度偏移容忍度有限等因素会导致耦合效率迅速下降。 本文提出分布式谐振耦合（DRC），这是一种三线圈无线电能传输范式，使接收器（Rx）能够主动参与强耦合谐振过程，从而将Rx由被动能量采集器转变为强耦合工作状态下的主动参与者。通过将发射器（Tx）、谐振器（Rs）和毫米尺度接收线圈（Rx）作为完全耦合系统进行协同设计，DRC在仿真中表现出66%的最大功率水平，实测接收端功率传输效率约为56%，端到端直流功率传输效率达到42%；在1 W发射功率下，可向负载输送超过420 mW的功率，同时在一系列具有实际意义的取向和组织介质条件下保持稳健性能。系统性的理论与实验研究确立了DRC系统的核心设计准则，使其无需专用调谐集成电路或元件即可实现运行。 为展示DRC在体内实际应用中的能力，我们演示了三种涵盖广泛生物电子应用空间的技术：植入物定位、快速无线电池充电，以及与颗粒药物制剂兼容的超微型药物递送器件。总体而言，这些结果表明，该方法在宽范围角度容忍度（最高可达60度）、不同组织深度以及介电与散射介质条件下均具备良好的工作能力。
分布式谐振耦合实现面向毫米尺度生物电子器件的高效率功率传输 | bioRxiv
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分布式谐振耦合实现面向毫米尺度生物电子器件的高效率功率传输
Sunghoon Rho， Garrett Knuf， Atharv Naik， KunHyung Roh， Kecheng Wang， Seeva Lakshmi Cherukuri， Akash Pai， Sawson Taheri， Constantine Sideris， Siddharth Krishnan
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.16.739014
Sunghoon Rho 1 斯坦福大学电气工程系，美国加利福尼亚州斯坦福，94305； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 提供。
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发表于 2026年7月17日。
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Sunghoon Rho， Garrett Knuf， Atharv Naik， KunHyung Roh， Kecheng Wang， Seeva Lakshmi Cherukuri， Akash Pai， Sawson Taheri， Constantine Sideris， Siddharth Krishnan
bioRxiv 2026.07.16.739014； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.16.739014
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分布式谐振耦合实现面向毫米尺度生物电子器件的高效率功率传输
Sunghoon Rho， Garrett Knuf， Atharv Naik， KunHyung Roh， Kecheng Wang， Seeva Lakshmi Cherukuri， Akash Pai， Sawson Taheri， Constantine Sideris， Siddharth Krishnan
bioRxiv 2026.07.16.739014； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.16.739014
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.16.739014v1?rss=1
🏷️ 无线电能传输 植入式生物电子 分布式谐振耦合 毫米尺度器件 药物递送