低空经济正在重塑航空领域格局，低空飞行器作为其中关键一环备受关注。如何保障低空经济活动的安全高效是关键议题，进而言之，如何保障低空飞行器在复杂的低空环境中稳定、精准地运行？为回应这一议题，锐石创芯推出了第二代 2.4G、5.8G 及 1.4G 高效率图传及飞控射频前端模组，为低空经济稳健发展“护航”。
一、低空经济：万亿级蓝海市场蓄势待发
“低空经济”是指以低空空域为依托，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。作为新质生产力的代表，近年来我国低空经济迎来了历史性的增长机遇，全国多地积极布局低空经济，竞逐这一“新风口”。据相关数据显示，2023年中国低空经济规模已经超过5000亿元，到2025年低空经济市场规模将达1.5万亿元，到2035年有望达3.5万亿元。
从宏观政策层面来看，今年两会首次将低空经济写入政府工作报告。工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局联合印发的《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》明确了低空经济战略性新兴产业的地位，并提出到2030年推动低空经济形成万亿级市场规模。从市场发展现状层面来看，低空经济迈向商用的步伐持续加快。截至2023年底，我国通航企业达689家，在册通用航空器3173架，通用机场451个，全年作业飞行135.7万小时，无人机、eVTOL和传统直升飞机等低空飞行器生产制造企业都在积极布局低空经济。
低空飞行器是低空经济发展的核心驱动力，无人机、eVTOL以及传统直升机等低空飞行器的飞行活动直接构成了低空经济的基础内容，在带动产业发展、拓展应用领域、推动传统产业升级、助力交通物流和保障应急救援等方面发挥至关重要作用。但与高空相对稳定的飞行环境不同，低空存在着各种干扰因素。例如，城市中的高楼大厦对信号产生反射、折射和遮挡，导致信号传输的多径效应，影响通信的稳定性和准确性；同时，低空区域的电磁环境复杂，众多的通信设备、电子系统等都会产生电磁干扰；此外，气象条件的多变，如降雨、云雾等，也会对通信信号产生衰减作用。可以说，如何确保低空飞行器在复杂的低空环境中稳定地收发通信信号，已然是低空经济发展道路上一个无法绕开且亟待攻克的关键难题。
二、射频模组：低空飞行器稳定运行的保障
低空经济安全良性发展，低空交通管理系统至关重要。2024年1月1日正式实施的《民用无人驾驶航空器无线电管理暂行办法》及《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》为低空飞行器的发展穿上了法治“防护衣”。《办法》对民用无人驾驶航空器的无线电频率使用、无线电台（站）管理、无线电发射设备管理以及电波秩序维护等方面作出明确规定，指出通过直连通信方式实现遥控、遥测、信息传输功能的民用无人驾驶航空器通信系统无线电台，应当使用下列全部或部分频率：1430-1444MHz，2400-2476MHz、5725-5829MHz。其中1430-1444MHz频段频率仅用于民用无人驾驶航空器遥测与信息传输下行链路；1430-1438MHz频段频率专用于警用无人驾驶航空器通信系统或警用直升机，1438-1444MHz频段频率用于其他单位和个人民用无人驾驶航空器通信系统。《办法》明确了不同类型的民用无人驾驶航空器在相应频段内进行通信，避免频率干扰，提高频谱资源的利用效率，从制度层面为通信的稳定性和可靠性提供了保障。《条例》则规范了无人驾驶航空器飞行及有关活动，对民用无人驾驶航空器的适航、登记、运营及操控员资质等作出规定，同时划定管制空域与适飞空域范围，以保障空域安全与秩序。
搭建专门的低空空域交管系统的最终指向，同样是先进的通信设备技术，借助高带宽、低延迟的专用频段通信模块，保证低空飞行器在复杂的电磁环境下也能够稳定地接收和发送信号，准确实施空管系统的调度。
对此，锐石创芯把射频模组视为“破题口”。射频前端模组作为通信与控制系统的核心关键组成部分，其性能的优劣程度直接决定着低空飞行器的整体表现水平，是低空飞行器稳定运行的核心保障。一方面，低空飞行器的高效稳定运行离不开卓越的通信与控制技术。唯有具备稳定可靠、高效能的图传和飞控系统，低空飞行器才能在复杂多变的环境中安全、准确地执行任务。另一方面来说，借助通信与控制技术实现更优质的信息交互，保证低空飞行器在飞行过程中与空域管理系统紧密配合，接受规范管理，才能保障飞行安全有序，推动低空经济良性发展。
三、锐石创芯：射频模组迭代助力低空经济
锐石创芯作为业内领先的射频器件供应商，凭借着雄厚的研发实力以及丰富的设计经验，以功率放大器（PA）为坚实基石，积极全面地布局并大力扩展射频前端产品。自成立以来，锐石创芯始终紧密跟随射频前端模组化的市场大趋势，始终秉持技术创新与敏捷迭代的理念，成功推出一系列用于低空飞行器高效率图传及飞控的射频前端模组，切实满足了低空飞行器对于飞行时间及距离的核心诉求。
2022 年，锐石创芯推出的第一代图传及飞控射频模组便已获得行业头部飞行器客户的高度认可与采用。迄今为止，该模组累计出货量已超过千万颗。此次，锐石创芯再度发力，推出第二代 2.4G、5.8G 及 1.4G 飞控及图传射频模组，为客户精心打造更高效率的射频解决方案，为低空飞行器产业的蓬勃发展以及射频技术的自主可控贡献力量。第二代射频模组有效确保了不同工作场景下清晰、稳定的图像信息传递，保障了飞行器与地面控制中心之间的可靠通信，确保了飞行指令的准确接收和执行，提高了飞行器的操控精度和响应速度。
（一）2.4G/5.8G图传及飞控射频前端模组
Integrated power amplifier (PA), LNA with bypass, and T/R switch
Supports APT operation mode
Support Tx HPM/LPM mode
Supports Tx/Rx LNA/Rx bypass/All off operation modes
MIPI Interface: MIPI RFFE V1.1.0
Two HW IO Pins support four different USIDs
Tx/Rx/ANT internally matched to 50Ω and DC blocked
Package size: 3.0 mm x 5.0 mm x 0.742 mm (Max.)
24-pad configuration
2.4G/5.8G 图传及飞控射频前端模组相比同类型产品优势明显，功能集成度高，集成了功率放大器（PA）、带有旁路的低噪声放大器（LNA）以及收发（T/R）开关。支持多种操作模式，包括自适应功率控制（APT）操作模式、发射端高功率模式（Tx HPM）和接收端低功率模式（Tx LPM）等。接口采用 MIPI 接口，并且遵循 MIPI RFFE V1.1.0 标准，便于与其他设备进行连接和协同工作。同时配备两个硬件引脚（HW IO Pins），能够支持四个不同的用户特定识别码（USIDs），便于在复杂的系统中进行识别和管理。发射（Tx）、接收（Rx）以及天线（ANT）端口在内部都匹配到 50Ω，并且进行了直流阻断处理，保障实现最大功率传输，减少反射等信号损耗的同时，避免对射频信号产生干扰以及对电路元件造成损坏等情况。除此之外，模组封装尺寸最大仅 3.0mm×5.0mm×0.742mm，能够适用于对空间要求较为苛刻的电子设备。
（二）2.4G/5.8G图传及飞控模组性能Benchmark
（三）客制化飞控/图传射频模组主要亮点
相同功率下PA效率比常规WIFI PA高10%~15%，具有显著效率优势
最高工作电压下输出功率比常规WIFI模组高3dB
增益比常规WIFI模组整体高2dB
支持MIPI控制，方便客户区分高/中/低功率模式，高线性/高效率模式，以及分频段控制
支持APT宽电源电压，可实现全功率范围内效率最优化设计
优异热设计保证产品工作在高温环境下增益/线性度/效率不会剧烈恶化，PA热阻（Rjb）<20℃/W
锐石创芯客制化飞控/图传射频模组具有一系列显著亮点：第一，功率效率方面，于相同功率条件下，其功率放大器（PA）效率与常规 WIFI PA 相比高出10%-15%，具有卓越的效率优势；第二，在输出功率，当处于最高工作电压时，该模组输出功率相较于常规 WIFI 模组能够高出 3dB，增强信号强度，无论是在复杂环境中的信号穿透能力还是长距离传输能力都得到有效提升；第三，该模组增益方面表现出色，比常规 WIFI 模组整体高 2dB，提高图传图像的清晰度、稳定性，以及飞控指令传输的准确性、及时性。
此外，该模组不仅支持 MIPI 控制，方便客户区分高、中、低功率模式，根据实际需求灵活选择合适功率模式，而且还能区分高线性和高效率模式，满足不同飞行场景下对信号质量和能量利用效率的要求，并且实现分频段控制，优化不同频段下的信号传输。此外，也支持 APT 宽电源电压，能够在全功率范围内实现效率最优化，确保在不同电源供应条件下，无论是电池组的差异还是电压波动，模组都能自动适配，保证稳定高效运行。
值得一提的是，模组优异的热设计有效避免了因高温环境引发的增益、线性度和效率剧烈恶化的问题，从而确保模组在高温条件下飞控和图传信号的稳定性，降低因高温导致设备故障或性能下降的风险，提高设备的耐用性和可靠性。
（四）1.4G图传及飞控射频前端模组
Operating Frequency: 1430 MHz~1444 MHz
Gain HPM: >40dB
High efficiency：PAE>58% @ Psat 41dBm
Support GPIO interface
Integrated Power Detection
50 Ohm Input and Output Matching
Compact low-profile LGA package
ü - 5.0 mm x 5.0 mm x 0.835 mm (Max.)
ü - 12-pad configuration
Ruggedness pass: VSWR:10:1,Prated+3dB,-25/+85℃
All Order Harmonics<-20dBm
锐石创芯1.4G图传及飞控射频前端模组基于 1430 MHz~1444 MHz频段进行设计，适用于民用无人驾驶航空器系统下行遥测与信息传输链路的专用频段，在无人机等相关应用场景中具有天然的适配性，能够避免干扰、提升低空通信质量。在高功率模式下增益大于 40dB，能够显著增强信号，适用于远距离信号传输或者微弱信号的接收放大的情景。在效率方面表现卓越，功率附加效率（PAE）在饱和输出功率（Psat）为 41dBm 时大于 58%，有效减少能量浪费，降低设备的功耗和发热。同时，模组集成了功率检测功能，能够实时监测自身的功率情况，对于功率控制、系统保护和性能优化等环节意义重大。
锐石创芯1.4G图传及飞控射频前端模组支持 GPIO 接口，能够与外部微控制器、处理器或其他数字电路的连接，实现控制、状态监测和数据传输等功能。在电路匹配特性上，其输入和输出都精准匹配到 50 欧姆，确保信号在设备和外部电路之间传输时最大程度减少反射，实现最大功率传输。封装形式采用紧凑的低剖面 LGA 封装，尺寸为 5.0mm x 5.0mm x 0.835mm，满足空间有限的应用场景。此外，模组的耐环境性能强，在恶劣反射条件和较宽温度区间内都能稳定可靠工作，在驻波比达到 10:1 的情况下，能在- 25℃至 + 85℃的温度范围内承受额定功率再加 3dB 的功率，确保了设备在各种复杂环境下的可靠性和耐用性。并且，所有阶次的谐波功率都小于- 20dBm，有效抑制了谐波，提高了频谱纯度，提升了信号质量、降低误码率，避免对其他频段通信设备造成干扰，避免资源浪费。
四、总结及展望
总的来说，锐石创芯第二代 2.4G、5.8G 及 1.4G 飞控及图传射频模组的推出不仅彰显锐石创芯在射频领域实力与创新能力，更是推动射频模组国产化替代进程的关键力量。从技术层面看，模组涵盖 2.4G、5.8G 和 1.4G 频段，为低空飞行器的飞控和图传提供了稳定、高效的射频支持。
从产业发展层面，一方面加速了国产化替代进程，降低了国内低空飞行器产业对进口射频模组的依赖，减少了因国际形势变化等因素带来的供应链风险；另一方面，推动了国内射频模组产业链的发展，促使上下游企业围绕国产模组进行技术研发和生产配套，形成完整的产业生态，提高了产业的自主性和可控性，为低空飞行器产业长期稳定发展提供有力保障。
未来，低空经济的应用场景将进一步丰富，应急救援、城市交通、私人飞行和娱乐消费等领域有望逐步落地，5G通信、北斗导航等技术也将在低空经济中得到更广泛深入的应用，助力实现低空智联网，为飞行器提供更精准、更稳定的通信导航服务。于低空经济蓬勃发展之际，锐石创芯也将继续在射频技术领域深耕细作，坚守在射频技术的前沿阵地，秉持创新为核心的发展战略，大力投入研发，积极探索前沿，突破技术瓶颈，力求为低空飞行器提供具备卓越性能的通信射频模组，为低空飞行器的高效运行注入强劲动力，以坚实可靠的技术助力低空经济在安全有序的轨道上稳健前行。
