雷达不发射电磁波，中国团队借环境信号实现亚米级无人机追踪

低空飞行器越来越多，但探测它们的手段有一个不太被公开讨论的物理约束：主动雷达好用，是因为它知道自己发射了什么波形，接收回波时可以精确比对；代价是必须持续发射电磁波，功耗高、易暴露，在城市里还面临频谱管制和干扰问题。

被动雷达（无源雷达）试图绕开这个约束——不发射任何专用探测信号，只“旁听”环境里已有的WiFi、广播、基站信号，靠目标反射回来的微弱回波来定位。听起来很聪明，但物理上有一个硬骨头：你不知道借来的那束信号在时间上长什么样，就没办法把目标回波从强直达波和同频干扰中分离出来。尤其是慢速小型无人机，多普勒特征很弱，传统无源雷达的探测能力被卡在这里。

2026年5月，北京大学李廉林团队、东南大学崔铁军院士团队与意大利萨尼奥大学合作，在《Advanced Science》上发表了一个绕过这道墙的方案：不换信号源，也不造更强的接收机，而是用一块可编程超表面，在信号传播路径上“盖时间戳” 。

图注：超表面不发射电磁波，它站在环境信号和目标之间，把已有的无线波场“改写”成带标签的探测波束。

【核心物理·“盖时间戳”到底是什么意思】

传统无源雷达的接收机面对的是一个“身份不明”的信号：环境中的WiFi或基站信号本身携带信息，波形不可控，目标回波叠加上强直达波，信噪比极低。论文的第一作者单位北京大学和通讯作者单位东南大学在摘要中把问题说得很直接：依赖多普勒特征、易受强干扰、缺乏对非合作源波形的先验知识，三者叠加，限制了无源雷达对微小或慢速目标的探测。

MEPR的做法是在环境信号和目标之间插入一块时空编码可编程超表面——768个亚波长单元排成32×24阵列，每个单元用PIN二极管在两个反射相位之间切换，FPGA以2.5微秒的间隔驱动这些开关。关键操作不是“增强信号”，而是给反射波打上已知的时间编码：超表面把入射的环境信号分成两路，一路带参考编码送往参考接收机，另一路带不同的编码扫描目标区域。接收端把两路信号做相关处理时，只有带着相同时间标签的回波才会浮现出来，不带标签的直达波和同频干扰在相关运算中自动平均掉。

人话翻译：房间里很吵，你想听清一个人说话，传统思路是让他喊得更大声（提高发射功率），MEPR的思路是让他按一个只有你知道的节奏说话，然后你只提取这个节奏对应的声音。超表面不制造声音，它只改写已有声音的节奏。

图注：超表面把一束环境信号拆成带参考标签和扫描标签的两路波束；编码越长，目标回波从杂波中分离得越干净——超过约50个切换间隔后，方位分辨率逼近同孔径有源雷达。

【实验分寸·11.6厘米和13.4厘米，分别意味着什么】

论文在室内受控条件下完成了无人机跟踪验证。无人机在3.3米高度沿字母形轨迹飞行，无干扰条件下平均位置误差0.116米，加入功率相当的第二个干扰源后平均误差0.134米，更新率约每帧0.8秒，折合1.25帧每秒。

这三个数字需要分开读。11.6厘米和13.4厘米的差别，说明时间编码在干扰存在时仍然维持了亚米级的跟踪能力，这是“类有源”性能的核心证据。但1.25帧每秒的更新率，对应的是缓慢变化位置的监测，而不是高速无人机避碰控制所需的实时响应。论文自己也明确指出，当前实现需要预先采集背景图来扣除静态杂波，室外场景的时间变化多径和平台不稳定性尚未验证；环境信号的带宽通常窄于专用宽带雷达，距离分辨率受到先天限制。

这正是这项工作的专业分量所在：它没有宣称“无源雷达从此替代有源雷达”，而是给出了一个有明确边界的概念验证——在特定条件下，被动感知可以逼近主动雷达的方位分辨能力，但代价是编码处理复杂度、背景先验依赖和更新率的工程权衡。

【维度拉升·低空安全监管的物理路径正在分叉】

头条上关于低空经济的讨论，大多落在飞行器本身（续航、适航、噪声）或基础设施（起降场、通信导航）上。但一个同样底层的问题是：当低空空域从“开放”走向“可监管”，探测手段的物理经济学必须算得过来。

主动雷达的物理逻辑是“用自己的能量换确定性”，代价是功耗、暴露和频谱占用。MEPR的物理逻辑是“借用城市里已经铺满的无线能量，只花很小的代价去改写它的时间结构”。如果这条路线在未来能把背景建模做成自适应的、把更新率提上去，它的远期落点可能不是替代军用防空雷达，而是城市级低空感知的基础设施化——利用现有基站和WiFi的“免费照明”，让低空监管的边际探测成本大幅下降。

当然，物理上的“免费”从来不真正免费：编码超表面的控制电路、双通道接收机和相关处理仍然需要算力和功耗。但能量花在“处理”上而不是“发射”上，这个方向切换本身，对低空经济规模化之后的监管成本结构，是一个值得跟踪的变量。

【结尾·互动】

无源雷达的困境是“借来的光照不清目标”，MEPR的解法是“给借来的光打上只有自己认识的节拍”。这条路能不能从室内走到城市复杂电磁环境里，取决于背景建模和编码效率的工程进展，而不取决于物理原理是否成立。低空安全监管，你觉得应该继续加码主动雷达的发射功率，还是走“借环境信号+智能处理”的低成本路线？ 评论区聊聊。

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