本发明提供了一种非侵入式无源耦合信号增强器、传感器结构及其工作方法。所述非侵入式无源耦合信号增强器包括无源信号增强环，所述无源信号增强环上设置有耦合辐射体；所述无源信号增强环的形状为圆环型，材料为相对介电常数为4.3；耦合辐射体的形状为两个上下对称的圆弧，每个圆弧的长度为无源信号增强环圆环总长度的1/4到1/3，圆弧的宽度为2mm，材料为金属。所述一种传感器结构还包括无源无线传感器、采集天线、T型套管以及套管后盖；本发明可以通过耦合的方式将无线信号有效地传输给被包裹在介质内的无源无线传感器，并将耦合得到的无源无线传感器回传信息辐射给天线，从而实现了信号的显著增强。