目前,低空经济正在快速增长。这是因为城市空中交通 (UAM)和先进空中交通 (AAM) 的理念正在全球各地蓬勃发展。最近的行业报告,例如《2025 年全球 AAM/UAM 市场地图更新》,证实了一个巨大的机遇: 1,504 个垂直起降机场 (Vertiport )。这些枢纽是运行电动垂直起降 (eVTOL) 飞机和无人机的重要基础设施,其安全性和平稳运行至关重要。
在这些繁忙的自动化垂直起降机场中,一项技术脱颖而出,成为确保安全和良好调度的核心传感器:毫米波 (mmWave) 雷达。它性能卓越,有助于确保低空飞行安全,并实现高水平自动化。
一、垂直起降机场为何难以管理,以及毫米波雷达为何能提供帮助
城市垂直起降机场面临着诸多难题。起降频繁,高层建筑产生的气流复杂,而且无论天气如何,都必须全天候运行。标准监控系统无法在所有这些情况下提供可靠、高精度的数据。
毫米波雷达,尤其是先进的调频连续波 (FMCW)雷达,是解决这些问题的明智方法。
1. 清晰地查看目标并同时跟踪多个目标(MTT)
FMCW 雷达利用连续波中微小的频率变化来测量厘米级的距离(有时甚至更精确)。这意味着它可以轻松区分并跟踪多个以不同速度近距离飞行的目标。例如,在垂直起降机场的主进近区域,该雷达可以跟踪三架等待降落的电动垂直起降飞机,同时还能跟踪一架低空飞行的无人机。
专家观点: NASA 的报告显示,垂直起降场监控系统必须提供速度、距离和角度的精确数据。这是因为 FMCW 雷达提供的精确数据是自动化空中交通管理 (ATM) 系统规划起飞和降落并避免坠机所需的基本信息。
2. 全天候工作,耗电量低
毫米波(30 GHz 至 300 GHz)可以轻松穿透雨雪和雾气。天气对雷达的影响不大。这一点非常重要,因为即使在能见度为零(用于盲降)的情况下,垂直起降机场仍然可以提供可靠的导航和跟踪数据。
此外,毫米波雷达模块(例如 Linpowave 开发的模块)功耗低,并且专为持续运行而设计。例如,您可以在 Linpowave 的官方网站上了解更多关于其产品系列的信息。 宁波 Linpowave +1
二、技术如何协同工作:创建智能监控网络
新的垂直起降机场系统需要备用计划和智能功能。毫米波雷达是主要传感器。它利用人工智能和其他传感器来提高自动化程度,并更好地识别威胁。
1. AI Inside:实时发现威胁
当垂直起降机场繁忙时,雷达会产生大量数据。具有AI 边缘计算功能的毫米波雷达可以执行以下操作:
区分物体:人工智能利用物体的大小和速度(雷达散射截面,RCS)等信息,立即识别电动垂直起降 (eVTOL)、小型无人机 (UAS)、鸟类,甚至是外来物体碎片 (FOD)。这可以避免误报,并启动正确的安全措施。
提前规划:系统会持续检查跑道和停车位。它可以预测何时可能发生冲突。这使得它能够自动管理交通(高级自动化,HLA)。
2. 混合传感器:制定备用计划
为了完全安全,毫米波雷达将充当主要定位器。它从其他系统获取数据,例如:
LiDAR(激光雷达):提供地面和附近物体的极其详细的 3D 地图。
摄像机(光学/红外):用于确认物体是什么并获取视觉细节。
MLAT(多点定位)/ ADS-B:接收有关飞机 ID 和计划的信息。
通过整合所有这些数据,雷达可以在恶劣天气下替代摄像头。最终形成一个覆盖范围广、备份齐全、非常可靠的垂直机场监控网络。
三、市场驱动因素及低空飞行的未来发展
市场数据清晰地展现了毫米波雷达在AAM基础设施中的重要作用。近期报告显示,毫米波雷达市场预计将强劲增长。例如,一份报告指出,2025年全球毫米波雷达市场规模为16.8亿美元,预计到2035年复合年增长率将达到15.3%。 宁波凌波微电子+1
构建安全、标准的垂直起降机场基础设施是 AAM 实现全球发展的第一步。毫米波雷达提供了可在不同天气和规则体系下可靠运行的标准解决方案。
随着电动垂直起降 (eVTOL) 飞行的日益普及,我们可以预期毫米波雷达将继续扮演“安全守护者”的角色。垂直起降机场将从构想变为由先进传感器保障的真正交通枢纽。这项技术将助力全球空中客车市场 (AAM)到 2032 年实现 53.79 亿美元的目标。
常问问题
问题 1:为什么垂直起降机场不能只使用摄像头或激光雷达来观察事物?
A1:摄像头和激光雷达在恶劣天气或黑暗环境下会失效。摄像头需要光线。而激光雷达在雨水或灰尘环境下表现不佳。因此,毫米波雷达应运而生。无论天气如何,它都能正常工作并提供准确的数据,确保车辆始终安全。
Q2:为什么 FMCW 雷达比旧式脉冲雷达更好?
A2: FMCW 雷达的优势主要在于它拥有极高的距离分辨率,而且功耗更低。它能够探测到仅几厘米远的物体。这对于繁忙的垂直起降机场(物体之间距离很近)来说非常重要。此外,它的设计功耗更低,非常适合持续运行的系统。
Q3:垂直起降机场的雷达如何帮助电动垂直起降飞机自行降落?
A3:雷达为 eVTOL 提供精确的飞行信息。它会告知飞机着陆区域的当前状态(例如风向变化或停机坪上的物体)。飞行计算机会利用这些可靠的数据,帮助 eVTOL 安全精准地着陆,即使在飞行员视野不佳或完全自动化的情况下也能实现。
Q4:毫米波雷达市场在AAM中将增长多少?
A4:市场预测非常好。毫米波雷达是实现垂直起降机场在各种天气条件下智能安全的关键。因此,市场规模预计将大幅增长。业内专家认为,该市场将保持强劲增长,到2032年,全球AAM市场规模将达到53.79亿美元。



