近日，779cn太阳集团柔性射频技术研究中心陆卫兵教授团队发表了一篇关于织物有源射频器件及系统的全面综述文章，系统性地梳理了智能织物与可穿戴无线通信及能量收集平台的最新进展与发展路径。相关成果以“Textile Radio Frequency Active Devices and Systems: Wireless Communication and Energy Harvesting”为题，发表于国际知名期刊《Research》上。宋文喆为论文第一作者，陈昊博士后与陆卫兵教授为论文的共同通讯作者。
图1织物有源射频器件及系统在多领域的时间线发展概览
【研究背景与挑战】
近年来，柔性电子与智能织物技术的蓬勃发展，正推动着可穿戴设备向“无感化”与“智能化”加速演进。作为无线通信系统的核心纽带，射频技术与智能织物的深度交融，为连续健康监测、动态环境感知和无缝人机交互开辟了全新赛道。然而，受限于形态僵硬、共形能力差，传统的刚性射频器件始终是一道难以真正融入日常穿戴场景的鸿沟。当前，织物射频领域的关键挑战已跨越“单一器件的柔性化”，直指“系统级的全栈集成”。最终突破材料匹配与复杂电磁设计的双重瓶颈，构建出兼具自供电、极低功耗通信及分布式传感网络的智能化全织物射频平台。
【核心内容概览】
该综述全面总结了织物射频技术从基础器件迈向复杂系统级应用的发展历程，重点涵盖以下三大核心板块：
图2.织物射频器件及系统的关键挑战
1.织物有源天线(Textile Antenna with Embedded Electronics)天线作为无线通信的物理桥梁，其有源化是系统智能化的基础。文章详细探讨了可重构织物天线（涵盖频率、极化、方向图及混合模式调控）与织物整流天线的最新设计策略。重点分析了如何通过共面可重构模块、射频芯片集成等创新方案，解决有源元件（如变容二极管、PIN二极管等）与柔性多孔织物的高效、稳健连接问题，在实现优异电磁调控能力的同时保障机械柔性。
2.织物有源智能超表面(Textile Active Metasurface)为实现区域级的空间波束智能操控，研究人员开发了织物基有源超表面。针对刚性集总元件难以与柔性多孔织物兼容的加工痛点，综述系统展示了本团队在该领域的系列标志性突破：首先，团队首创了无热损伤的“焊接-缝纫”组装策略，制备出自带感知决策能力的织物基智能超表面，其能够根据入射电磁波的功率强度，自适应切换透射或反射模式，实现了从被动适应到主动决策的电磁防护；其次，为追求更极致的全柔性穿戴体验，团队创新性地引入有机电化学晶体管）替代传统刚性器件，开发出动态织物微波滤波器，在保障完美贴合人体形态的同时实现了高自由度的频率动态调谐；最后，面向无电池化的可穿戴需求，团队设计开发了织物超表面电磁能量收集平台，通过多频段吸波结构高效收集环境中的射频能量，成功驱动了温湿度及声音传感器，一举打通了全织物智能系统的能源自给回路。
图3.本团队基于织物有源超表面的工作概览
3.全织物有源射频系统(Textile-Based Active RF System)综述强调了技术正在从局部功能性射频器件向多维感知、能量自给的“全织物电子平台”演进。深入论述了基于液态金属数字刺绣技术、全织物光刻技术，以及超低功耗背向散射通信机制的织物系统。文章还前瞻性地讨论了将微型芯片直接编织入弹性纤维的“纤维计算机”技术，标志着智能织物正从“织物上的电子”（electronics on fabric）向“作为电子的织物”（electronics as fabric）实现范式跨越。
图4.织物有源射频系统发展概览及本团队代表性研究成果
图5织物射频系统在制造技术、通信方法与系统集成方面的演进与展望
【总结与展望】
综述在最后为织物射频技术绘制了极具前瞻性的发展蓝图。研究指出，尽管当前在柔性材料与加工工艺上已取得突破，但要真正走向大规模实用化，仍需跨越一系列技术“深水区”：包括在衣物大面积复杂形变下保持电磁性能的鲁棒性、攻克多层柔性射频电路的高精度图案化，以及构建高效的系统级多源能量管理架构。展望未来，在AI辅助电磁设计与数字孪生等前沿技术的加持下，织物射频系统必将向着“全自供电、无缝集成、边缘计算与长距通信”的高度协同演进。它将完成从“附加于织物”到“融为织物本身”的范式跃迁，成为真正支撑数字医疗、无感交互与泛在物联网的“隐形智能终端”。
本研究得到以下基金支持： 江苏省重点基础研究专项(编号：BK20243015)、国家自然科学基金重点项目(编号：62231001)、中央高校基本科研业务费专项资金(编号：2242022k60004)、国家自然科学基金(编号：62101115, 12404451)、江苏省优秀博士后人才资助项目(编号：2024ZB501)、中国博士后科学基金面上资助项目(编号：GZB20240140)、江苏省自然科学基金(编号：BK20230807)。
原文链接：Song W, Chen H, Kou Z, et al. Textile Radio-Frequency Active Devices and Systems: Wireless Communication and Energy Harvesting[J]. Research, 2026, 9: 1101.
https://spj.science.org/doi/10.34133/research.1101
京公网安备 11010802027423号