無人機新突破❺/潛望鏡定位零死角 無人機安全穿梭高樓
特區政府積極推動低空經濟發展，無人機應用日益普及，但香港高樓林立，使用無人機面對視線遮擋、定位困難等問題，碰撞、隱私侵犯及公共安全威脅等隱患浮現。香港城市大學與南京理工大學早前聯合研發，全球首創「可編程超構表面潛望鏡」（PMS）偵測技術，即使有摩天大樓遮擋亦能準確測出無人機的位置，大幅提升無人機在市區使用的安全性，為城市低空經濟安全發展帶來重大突破，相關研究成果已發表於國際權威期刊《自然通訊》。
《大公報》專訪香港城市大學電機工程學系講座教授、論文通訊作者之一的郭永新，介紹如何解開城市環境中，超視距（non-LOS）探測無人機監管的技術難點；如何在毋須部署的情況下，以「主雷達加多個反射面」的即插即用技術，解決無人機飛行安全隱患，為無人機、城市低空交通等場景提供安全保障。\大公報記者 余風（文） 麥潤田（圖）
現時的雷達無法對視距外目標進行探測，因此提升對視距外目標的探測能力，對提高低空及城市環境中雷達的探測性能有着重要意義。談及具有「超視距能力」的PMS偵測技術，郭永新表示，技術為世界首創，是實現超視距無人機檢測的核心支撐。
至於神奇能力背後的科學原理，郭教授解釋，技術以可編程電磁超表面為核心，利用平面內超材料突變的相位調控電磁波空間相位分布，從而實時操控電磁波傳播方向。其核心創新在於解決傳統探測技術中相位響應與入射角度高度相關的難題──通過全新設計的全諧振型超表面單元結構，結合模式對齊技術，該設備的相位響應對電磁波入射角度的敏感度顯著降低，相位響應大幅提升，最終出現電磁波的「角度互易」特性，為超視距目標探測奠定基礎。
可精確跟蹤多架無人機
郭永新進一步解釋，在實際運作中，配備該潛望鏡的雷達系統可切換兩種工作模式：針對視距（LOS）內目標時，與傳統雷達類似，直接可探測目標；視距外，即超視距的目標，則與可編程超表面協同工作──雷達直射波束首先輻射至可編程超表面，經過優化編碼後，波束被調控並輻射至雷達盲區，完成對非視距目標的照射。當電磁波經目標反射回超表面後，憑藉其相位響應一致性，在編碼不變的情況下，反射波可沿入射路徑精確折返雷達，最終實現對無人機的定位與跟蹤。他表示，該系統對波束方向的調控速度達到毫秒數量級，即便多架無人機同時出現，也能快速響應、精確跟蹤，適合複雜城市場景的監管需求。
針對大面積部署可能面臨的功耗問題，郭永新提到研究團隊創新性地引入後摩爾時代核心器件憶阻器，屬於一種超低功耗器件。有別於傳統射頻開關，憶阻器具備零靜態功耗的特性，可以適配可編程潛望鏡技術，有效解決大規模部署中的功耗難題。他更透露，現時團隊已吸納相關領域資深研究人員參與後續研發，持續優化技術性能，推動成果產業化落地。
與傳統多雷達系統相比，郭永新直指相關潛望鏡系統呈現更多優勢，傳統多雷達系統應對超視距探測時，常面臨成本高昂、雷達間干擾嚴重、協調難度大等問題；而單雷達系統借助樓宇間反射的多徑效應估算目標位置，雖能降低部分成本，卻有探測精度低、受部署位置限制等缺陷。他指相關潛望鏡系統不僅能實現非視距目標的精確探測，還具有成本可控、部署靈活等特點，「通過主雷達，加上低成本反射面的組合，替代傳統多雷達部署模式，顯著降低整體解決方案成本。」
是項相關研究成果已發表於國際權威期刊《自然通訊》，論文第一作者為南京理工大學教授褚慧，通訊作者為郭永新和南京理工大學副教授李鵬。
加強機場周邊預警能力
被問及下一步打算，郭永新透露，團隊已制訂技術市場化推廣計劃，未來將重點聚焦三大應用場景：機場周邊低空入侵預警、建築物密集區域的超視距監測，以及重大活動臨時空域保障。他透露，現時團隊已與內地多間企業展開合作磋商，計劃通過技術轉化與產業合作，推動該技術在香港及大灣區低空經濟領域的廣泛應用。「這一創新技術不僅有望填補城市無人機超視距監管的技術空白，還將進一步完善低空經濟安全保障體系，帶動相關產業升級，為香港及大灣區低空經濟高質量發展注入強勁動力。」
