IEC 60153-22025 空心金属波导 - 第2部分普通矩形波导的相关规范标准立项发展报告

空心金属波导第2部分：普通矩形波导的相关规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:HollowMetallicWaveguides-Part2:RelevantSpecificationsforOrdinaryRectangularWaveguides摘要空心金属波导作为微波与毫米波传输线的核心基础器件，在雷达系统、卫星通信、5G/6G无线接入网络、航空航天电子装备及高能粒子加速器等尖端技术领域发挥着不可替代的作用。随着无线通信技术向更高频段演进以及国防科技对高可靠传输组件的迫切需求，国际电工委员会（IEC）对IEC60153-2标准进行了系统性修订，于2025年11月13日正式发布IEC60153-2:2025《空心金属波导——第2部分：普通矩形波导的相关规范》。本报告全面梳理了该标准的立项背景、修订历程、核心技术内容及其行业影响。标准规定了普通矩形波导的尺寸参数、电气性能、机械要求及测试方法，适用于频率范围覆盖1GHz至325GHz的各类矩形波导产品。报告的发布将为我国波导相关产业的技术升级、产品国际准入及标准化体系建设提供重要参考，同时也为国内企业参与国际标准制定提供实践路径。关键词：空心金属波导；矩形波导；国际电工委员会；微波传输；标准化；射频无源器件AbstractHollowmetallicwaveguidesserveasfundamentaltransmissionlinecomponentsinmicrowaveandmillimeter-wavesystems,playinganirreplaceableroleinradarsystems,satellitecommunications,5G/6Gwirelessaccessnetworks,aerospaceelectronicequipment,andhigh-energyparticleaccelerators.Withtheevolutionofwirelesscommunicationtechnologiestowardhigherfrequencybandsandtheurgentdemandforhigh-reliabilitytransmissioncomponentsindefensetechnology,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)hassystematicallyrevisedtheIEC60153-2standard,officiallypublishingIEC60153-2:2025*Hollowmetallicwaveguides-Part2:Relevantspecificationsforordinaryrectangularwaveguides*onNovember13,2025.Thisreportcomprehensivelyreviewstheprojectbackground,revisionhistory,coretechnicalcontent,andindustryimpactofthestandard.Thestandardspecifiesdimensionalparameters,electricalperformance,mechanicalrequirements,andtestmethodsforordinaryrectangularwaveguides,applicabletoproductscoveringthefrequencyrangefrom1GHzto325GHz.Thisreportwillprovideimportantreferencesfortechnologyupgrades,internationalmarketaccess,andstandardizationsystemdevelopmentinChina'swaveguide-relatedindustry,whilealsoofferingpracticalpathwaysfordomesticenterprisestoparticipateininternationalstandardizationactivities.Keywords:Hollowmetallicwaveguides;Rectangularwaveguides;IEC;Microwavetransmission;Standardization;RFpassivecomponents一、引言1.1标准立项背景在电磁波频谱资源日益紧张的今天，微波与毫米波频段（1GHz至325GHz）已成为现代信息技术竞争的战略高地。空心金属波导以其低插入损耗、高功率容量和优良的电磁屏蔽特性，在高频段传输领域保持着其他传输介质难以替代的技术优势。特别是在5G毫米波通信、车载雷达、卫星互联网和国防电子等新兴应用场景中，矩形波导作为标准传输线和天线馈线的基本组成单元，其性能一致性和互操作性直接关系到整个系统的可靠性。然而，随着应用场景的不断拓展和技术指标的持续提升，原有版本标准在频率覆盖范围、材料要求、测试方法等方面已难以完全满足产业发展需求。例如，太赫兹技术的兴起将波导的工作频率推向了300GHz以上，这对波导的结构精度和表面质量提出了纳米级的要求；同时，轻量化和小型化趋势促使铝合金、复合材料等新型材料在波导制造中得到更广泛应用。在此背景下，国际电工委员会第46技术委员会（IECTC46）决定对IEC60153-2进行修订，以适应技术发展和市场变化的双重需求。1.2标准修订的必要性本标准的修订工作具有深刻的产业需求驱动背景。首先，现行版本发布至今已逾十年，期间微波技术领域经历了从4G到5G再到正在酝酿的6G的代际跨越，工作频段不断向毫米波和太赫兹频段延伸，波导产品的设计频率上限亟待扩展。其次，国际电信联盟（ITU）对全球频谱划分做出了重大调整，多个新的毫米波频段被分配用于移动通信和固定无线接入服务，波导作为基站射频前端的关键互连组件，其标准化工作必须与频谱规划保持同步。再次，制造业数字化转型推动了精密加工和自动化测试技术的进步，标准中规定的尺寸公差和测试条件具备进一步收紧的技术可行性，这对于提升产品一致性和互换性具有积极意义。二、标准概述2.1标准基本信息本次立项发展的标准为IEC60153-2:2025《空心金属波导——第2部分：普通矩形波导的相关规范》（Hollowmetallicwaveguides-Part2:Relevantspecificationsforordinaryrectangularwaveguides）。该标准由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）归口管理，具体由IEC第46技术委员会（TC46）下属的46A分技术委员会（射频同轴电缆、波导及其附件）负责制定和维护。标准发布于2025年11月13日，采用法语作为官方语言版本，标准状态为“现行”。在国际标准分类体系中，该标准归属于“同轴电缆、波导和其他射频电缆”类别，与中国国家标准GB/T11450（空心金属波导系列）的对应关系明确，是国内相关标准修订和换版的重要技术依据。2.2标准的历史沿革IEC60153系列标准最早可追溯至20世纪60年代，是国际电工委员会针对空心金属波导制定的基础性系列标准。该系列采用分部编写的方式，覆盖了不同类型波导的技术规范。其中，IEC60153-2专门针对普通矩形波导制定技术规范，是波导领域应用最广泛、引用频率最高的标准文件之一。从版本演进来看，IEC60153-2经历了多个版本的迭代：从早期版本建立基本尺寸系列，到中期版本补充电气性能测试方法，再到本版本全面引入现代设计和制造理念，标准的每次修订都深刻地反映了波导技术发展的时代特征。在本次修订中，标准对标国际电信联盟《无线电规则》中最新频谱划分方案，确保波导频段设计与全球频谱管理框架保持一致性。相较于前一版本，2025版在频率范围、材料规范、测试方法、文档格式等方面进行了系统性更新，体现了标准对技术进步和市场需求的及时响应。三、标准主要内容3.1范围与适用对象IEC60153-2:2025规定了普通矩形波导的相关规范，适用于具有标准矩形横截面的空心金属波导产品。该类波导设计用于在微波和毫米波频段传输电磁能量，工作频率范围覆盖从1GHz的低频端至325GHz的高频端，涵盖L波段至太赫兹频段的广阔频谱区域。标准适用于不同材料和制造工艺生产的矩形波导，包括但不限于黄铜、紫铜、铝合金、银铜合金及其他满足电气和机械性能要求的金属材料。3.2术语和定义标准界定了与空心金属波导相关的核心技术术语，包括但不限于：截止频率（cut-offfrequency）、标称尺寸（nominaldimensions）、工作频带（operatingfrequencyband）、电压驻波比（voltagestandingwaveratio，VSWR）、插入损耗（insertionloss）、回波损耗（returnloss）等。同时，标准引入了与精密制造相关的术语，如尺寸公差带、表面粗糙度参数、镀层附着力等，为设计、制造和检验各环节提供了统一的语言基础。3.3矩形波导的尺寸系列与频率范围标准规定了普通矩形波导的标准尺寸系列。这些尺寸系列以波导宽边（a）和窄边（b）的尺寸组合为核心，定义了从WR-770到WR-3共约30余种标准规格的波导型号。每一种规格对应特定的推荐工作频带，频带宽度通常为一个倍频程（即高端频率与低端频率之比为2:1），兼顾了传输效率和模式纯净度的平衡。为清楚表述各型号波导的核心参数及适用频段，表1列出了部分典型波导型号及其对应的工作频率范围、推荐工作带宽及主要应用领域。表1部分标准矩形波导型号与应用频率对照表|波导型号|工作频带（GHz）|推荐工作带宽（GHz）|主要应用领域||---------|----------------|--------------------|------------||WR-770|1.12~1.70|0.58|雷达系统、广播传输||WR-284|2.60~3.95|1.35|S波段雷达、微波中继||WR-90|8.20~12.50|4.30|X波段雷达、卫星通信||WR-42|18.0~26.5|8.50|K波段通信、车载雷达||WR-28|26.5~40.0|13.5|Ka波段卫星通信、5G毫米波||WR-10|75.0~110.0|35.0|W波段雷达、成像系统||WR-3|220~325|105|太赫兹通信、光谱分析|在尺寸公差方面，2025版对精密级波导的尺寸公差提出了更严格的要求。以WR-10波导（宽边2.540mm，窄边1.270mm）为例，其宽边和窄边的关键尺寸公差控制在高精度等级，对波导内壁表面粗糙度、直线度和扭曲度也做出了明确限定，以确保其在75-110GHz频段内的低损耗传输性能。对于更高频段（如WR-3，宽边0.864mm），标准规定的尺寸公差进一步收紧至微米级水平，充分反映了毫米波和太赫兹技术对制造精度的严苛要求。3.4电气性能要求标准对矩形波导的电气性能提出了全面的技术要求，涵盖了关键传输指标的明确限值，具体包括：（1）插入损耗：规定不同频率和不同规格波导的最大允许插入损耗值。插入损耗指标与波导材料电导率、内壁表面质量和工作频率密切相关，标准据此制定了分频段、分规格的差异化限值要求。（2）电压驻波比（VSWR）：对成品波导及波导组件的电压驻波比做出明确限定。标准规定在推荐工作频带内，精密级矩形波导的VSWR应不超过规定值，以满足高精度测量系统和低反射传输链路的需求。（3）功率容量：给出了波导的峰值功率容量和平均功率容量参考值，为系统设计人员提供了重要的选型依据。功率容量指标与波导尺寸、材料、内壁处理方式及环境条件密切相关。（4）截止频率特性：明确了各类波导的理论截止频率和可用频段的上下限，确保波导在工作频带内仅传输主模（TE₁₀模），避免高次模式的产生和传播。3.5机械性能和外观要求在机械性能方面，标准对矩形波导产品的以下几个方面提出了明确要求：（1）尺寸精度：包括宽边、窄边的名义尺寸和允许偏差，以及端口面与波导轴线的垂直度要求。（2）表面质量：涉及波导内壁的表面粗糙度等级、划痕和凹坑的允许范围、镀层的均匀性和附着力等。（3）直线度和扭曲度：对波导整体的直线度偏差和沿轴向的截面扭曲量给出了明确的量化指标。（4）环境适应性：包括温度冲击、湿热、盐雾和振动等环境试验的技术要求，确保波导产品在实际工程环境中能够长期稳定工作。3.6测试方法为保证测试结果的准确性和可重复性，标准规定了一套系统的测试方法体系，主要包括以下测试项目：（1）尺寸测量方法：规定了采用三坐标测量机、光学投影仪或专用量规对波导关键尺寸进行测量的方法和测量条件。（2）电气性能测试：涵盖使用矢量网络分析仪进行插入损耗、回波损耗和VSWR测试的标准方法，以及测试夹具、校准方法和环境条件的技术要求。其中对高频段的测试校准技术进行了重点更新。（3）机械性能测试：包括直线度测量方法、表面粗糙度对比测量方法和镀层质量检验方法等。（4）环境试验方法：规定了温度循环、恒定湿热、交变湿热、盐雾腐蚀和随机振动等环境试验的试验条件和合格判据。四、标准实施意义4.1对产业发展的支撑作用IEC60153-2:2025的发布实施对我国及全球微波/毫米波产业链具有重要的支撑作用。首先，标准为波导产品提供了统一的技术依据和评价准则，有助于消除国际贸易中的技术壁垒，促进波导产品的国际市场流通。其次，标准中纳入的精密制造要求和先进测试方法，将引导制造企业提升工艺水平和质量控制能力，推动行业整体技术升级。第三，标准对高频段（100GHz以上）波导的技术规范将有力支撑6G通信预研、太赫兹成像和超高精度雷达等前沿技术领域的工程化应用。4.2对标准化体系建设的引领作用该标准作为IEC60153系列的重要组成部分，其修订完成不仅完善了空心金属波导的国际标准体系，也为我国相关国家标准和行业标准的制修订提供了技术参照。我国现有的GB/T11450系列标准在框架结构和核心技术内容上与IEC60153保持对应关系，IEC标准的技术更新将促使国内标准的及时跟进和同步升级。此外，该标准与IEC60153-1（通用要求和试验方法）、IEC60153-3（扁平波导）等关联标准形成了完整的标准族，构建了波导技术领域层次清晰、协调配套的标准体系架构。4.3对国际贸易的促进作用作为一个全球通用的技术规范文件，IEC标准在国际贸易中具有广泛认可度。IEC60153-2:2025的发布为波导产品的国际贸易提供了统一的技术语言和评价基准。产品一旦通过按照IEC标准进行的检测和认证，即具备了进入国际市场的通行证，有效降低了重复检测和多重认证的成本与时间消耗。五、修订的企事业单位或标委会5.1IECTC46/SC46A概况本标准的制定和修订工作由国际电工委员会第46技术委员会（IECTC46）下设的46A分技术委员会承担。IECTC46的专业范围为通信和信号传输用电缆、波导及附件，是IEC中负责射频传输线领域标准化的核心技术委员会。其中，SC46A专门负责同轴电缆、波导及其附件的标准化工作。SC46A的成员体系由各国家委员会指派的专家组成，同时吸纳了大量的行业代表。分委会下设多个工作组（WorkingGroup）和维护组（MaintenanceTeam），分别负责不同类别标准的新制定和周期维护任务。IEC60153-2的修订工作由一个专门成立的项目组牵头推进，项目组由来自美国、德国、中国、日本、法国等主要波导生产和使用国家的技术专家组成。5.2中国参与单位在中国，该标准的相关工作主要由全国电子设备用高频电缆及连接器标准化技术委员会（对应IECTC46的国内对口单位）归口管理，组织国内相关科研院所和企业参与国际标准制定。中国电子科技集团公司第三十九研究所等国内优势单位持续参与IECTC46/SC46A的国际标准化活动，在微波无源器件领域的技术标准制定中发挥了积极作用。以中国电子科技集团公司第三十九研究所为例，该所是我国从事天线系统和微波技术研究的骨干科研机构，在波导器件和微波无源组件领域具有深厚的科研积累和丰富的工程实践经验。近年来，该所专家积极参与IEC60153系列及相关标准的制定工作，在波导尺寸系列优化、测试方法完善等方面提出了多项建设性技术提案，为我国在波导国际标准化领域争取了更多话语权。通过参与国际标准的制修订，国内单位不仅能够及时获取国际技术发展动态，还能将具有中国优势的技术方案融入国际标准，实现从“跟随标准”向“引领标准”的转变。六、结论与展望6.1结论IEC60153-2:2025《空心金属波导——第2部分：普通矩形波导的相关规范》的发布，