IEC 62037-62021AMD12025 修改件1无源射频和微波器件互调电平测量第6部分天线中无源互调的测量标准立项发展报告

修改件1无源射频和微波器件互调电平测量第6部分：天线中无源互调的测量（IEC62037-6:2021/AMD1:2025）StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-PassiveRFandMicrowaveDevices,IntermodulationLevelMeasurement-Part6:MeasurementofPassiveIntermodulationinAntennas摘要随着第五代（5G）及未来第六代（6G）移动通信系统的规模化部署，天线作为无线链路中最前端的关键无源器件，其无源互调（PassiveIntermodulation,PIM）性能直接决定了系统接收灵敏度和频谱利用效率。为适应日益严苛的互调指标要求和多样化的天线形态发展，国际电工委员会（IEC）于2025年12月发布了IEC62037-6:2021/AMD1:2025修改件。本标准修改件在IEC62037-6:2021的基础上，针对多频段并发、MassiveMIMO阵列天线及小型化集成天线等新型应用场景，进一步完善了天线无源互调测量的条件设置、测试端口定义、多载波激励方法和结果评估要求，并对反射式与辐射式测量方法之间的适用性边界作出了更明确的界定。本报告系统梳理了该修改件的技术修订要点、背景动因、适用范围及实施建议，分析了其对天线设计、生产测试和系统集成等环节的潜在影响。报告认为，该修改件的发布将有力推动全球天线PIM测试方法的统一化进程，为行业提供更具工程可操作性和计量可复现性的技术规范。关键词：无源互调；天线测量；IEC62037；射频器件；互调失真；标准化Keywords:PassiveIntermodulation;AntennaMeasurement;IEC62037;RFDevices;IntermodulationDistortion;Standardization1.引言1.1研究背景无源互调是指由两个或两个以上载频信号通过无源器件（如天线、线缆、连接器等）的非线性结效应产生的互调产物。在现代无线通信系统中，PIM产物一旦落入接收频段，将直接抬高接收底噪，导致系统灵敏度下降、通话质量恶化及数据吞吐率降低[1]。随着4G长期演进（LTE）载波聚合、5G新空口（NR）及未来6G技术的快速演进，天线系统面临的频谱环境日趋复杂，频带组合方式愈发多样，对PIM指标的要求也从传统的-150dBc级提升至-160dBc乃至更严格水平。在此背景下，建立统一、精确、可复现的天线PIM测量方法标准，已成为行业亟需解决的基础性技术问题。1.2标准修订国际背景IEC62037系列标准由IECSC46F（射频和微波无源器件分技术委员会）归口制定，该系列标准历来是全球射频无源器件互调测量领域最具权威性的规范性文件。IEC62037-6：2021的首版发布于2021年，首次将天线独立于通用射频器件单列成篇，从辐射态测量的角度确立了天线PIM测试的基本框架[2]。然而，自该版本发布以来，国际电信联盟（ITU）对5G-Advanced及IMT-2030（6G）框架的持续推进，使得天线系统的多频段并发工作能力和大规模阵列化程度大幅提升，原有的单载波对激励方式和单端口测量架构已难以全面覆盖新型天线的PIM性能评估需求。同时，业界在超低温漂材料、高可靠性互连结构和新型天线罩材料的应用方面也积累了丰富的实测数据与工程经验，为标准修改提供了充分的技术支撑。为此，IECSC46F于2023年正式启动对IEC62037-6的修订工作，经过多轮国际讨论与草案征集，最终形成本修改件。1.3目的与意义本修改件的制定目的主要包括三个方面：其一，扩展标准的适用范围，使其覆盖当前新型天线系统的PIM测量需求；其二，细化和完善测量条件与操作流程，降低不同实验室间因操作差异导致的测量结果离散性；其三，增强标准对测量系统自身残余PIM的校准要求，提升测量数据的可靠性和可比性。从更宏观的角度看，本修改件的发布是国际标准化组织响应全球无线通信技术迭代发展的重要举措，对保障多运营商共建共享场景下的电磁兼容性、推动全球天线产业链质量水平整体提升具有重要的现实意义。2.标准修订背景与任务来源2.1修订的必要性分析天线PIM测量与其他无源器件（如线缆、连接器、滤波器等）的PIM测量在方法学上存在本质区别。对于非天线类器件，通常采用反射法将器件接入传输链路，通过定向耦合器分离入射波与反射波，从而提取由器件非线性产生的互调分量。而天线作为辐射型器件，其PIM产物可通过两条路径被观测：一是经馈线端口反射回接收机的“反射式”路径；二是直接由天线辐射至自由空间的“辐射式”路径。当前天线厂商的主流测试方案以反射式为主，因为其操作简便且可借助成熟的PIM测试仪实现。然而，反射式测量无法区分PIM产物的具体辐射源位置，对于阵列天线中各辐射单元之间的互调贡献也难以独立评估。与此同时，天线测量环境中的不确定因素远多于传导型器件测量。待测天线周围物体的散射、测试暗室的反射特性、吸波材料的PIM底噪水平、测量天线与被测天线之间的耦合系数等，均可能对最终测量结果产生显著影响。不同实验室之间因测试场地差异导致的测量偏差可达5～10dB，这种离散性严重制约了天线PIM指标在工程验收和批量生产中的有效应用。此外，随着5G基站天线向多频段一体化、MassiveMIMO化和有源化方向演进，传统双载波测试方案已无法全面表征天线在多频段同时激励条件下的真实互调行为——例如，某些天线在双频段单独激励时PIM性能优良，但多频段同时工作时却因辐射单元间的非线性互调耦合而产生超标互调产物。上述工程问题的集中出现，构成了启动本修改件修订工作的直接技术动因。2.2与国际标准体系的衔接本修改件是IEC62037系列标准家族的重要成员。该系列现有结构如下：-IEC62037-1：通用要求和测量方法，规定了PIM测量的基本术语、测试系统和通用操作规程；-IEC62037-2：同轴电缆组件的PIM测量；-IEC62037-3：连接器的PIM测量；-IEC62037-4：集总参数无源器件的PIM测量；-IEC62037-5：滤波器的PIM测量；-IEC62037-6：天线的PIM测量；-IEC62037-7：功率分配器的PIM测量；-IEC62037-8：射频开关的PIM测量。其中，IEC62037-6作为在通用方法框架基础上面向天线专门场景制定的子标准，其在测量原理上与IEC62037-1保持一致，但在测量布置、环境要求和结果计算方面引入了针对辐射器件的专门约定。本修改件通过局部增补和条款替换的方式，在不改变标准整体框架的前提下，对第6部分进行了精准修订。这种“母标准+子标准+修改件”的三级架构，确保了标准家族内部的协调一致，也便于各国标准化机构按需采纳和实施。3.标准主要内容3.1标准范围与定位IEC62037-6:2021/AMD1:2025修改件延续了原标准的基本范围界定，适用于各类无源天线的PIM电平测量，包括但不限于基站板状天线、室内分布天线、车载天线、终端天线及阵列天线。修改件进一步扩展了频率适用范围，将上限频率延伸至覆盖毫米波频段（建议扩展至67GHz），以适应5G毫米波和未来6G系统的测量需求。同时，修改件明确了两种测量类型的适用边界：类型A——传导式（反射式）PIM测量，适用于具有标准射频接口的天线单元或天线阵列的馈电端口测量；类型B——辐射式PIM测量，适用于无法直接进行传导连接的天线（如集成式天线模组、贴片阵列）或需要在真实辐射条件下评估PIM性能的场景。修改件建议，在可行的情况下，应优先采用类型A测量以确保结果的重复性；当类型A不可行或不足以反映天线实际辐射行为时，应采用类型B测量，并在测试报告中明确标注测量类型及相应的环境条件。3.2新增多载波激励方法原IEC62037-6:2021标准沿用了经典的双载波互调测试方法，即通过两个等幅连续波（CW）载波信号激励被测天线，在预期互调频率处检测PIM电平。本修改件针对多频段并发应用场景的需求，在第4章“测量方法”中引入了多载波激励（Multi-CarrierExcitation）方法。该方法允许使用三个或更多载波信号（推荐不超过五个）同时激励被测天线，以模拟实际工作状态下多频段信号并发的情景。多载波激励下，互调产物的数量和密度显著增加，因此修改件对互调产物的识别和归属提出了明确的分类规则：根据激励载波的频率组合和阶数，将互调产物标注为三阶、五阶或七阶产物，并按照指定的优先级顺序选取主导互调分量作为表征指标。为保证不同实验室之间测试结果的可比性，修改件还规定了多载波信号的功率平坦度要求（各载波间功率差不超过±0.2dB）和相位关系（推荐非相干相位，以抑制相干叠加效应）。3.3测量条件与校准要求细化测量条件的标准化是实现PIM测量结果可比的基础。本修改件对以下几方面进行了细化：（1）环境PIM底噪要求：修改件将测试暗室或屏蔽室的环境PIM底噪要求从原来的“低于被测器件指标至少10dB”调整为“低于被测器件指标至少15dB”，以减小环境底噪对测量不确定度的贡献。同时补充了暗室吸波材料PIM特性筛选的具体建议。（2）测量系统残余PIM校准：修改件增加了测量系统残余PIM的周期校准规定，要求每日测量前以标准低PIM负载替代被测天线进行背景校准，若残余PIM水平超出阈值（推荐不超过-165dBc@2×43dBm），则需查找并排除系统内的非线性源。（3）测试端口定义与接口要求：修改件明确了被测天线测试端口与测量系统之间的接口标准，推荐采用7-16DIN或4.3-10连接器作为低PIM接口形式，并规定了连接器扭矩（推荐值）和清洁频次，以降低人为因素引起的测量误差。（4）测量不确定度评估：修改件新增了测量不确定度评估的附录，提供了简化不确定度预算表，涵盖了信号源功率不确定度、接收机线性度、电缆损耗漂移、连接器重复性和环境温度变化等主要不确定度来源，并给出了综合扩展不确定度的计算示例（典型值：±2.5dB，k=2）。3.4测试报告要求修改件对测试报告的内容和格式进行了规范，要求报告至少包含以下要素：被测天线的完整描述（型号、序列号、频段、增益等）、测量类型（类型A或类型B）、环境条件（温度、湿度、暗室底噪）、激励信号参数（载波频率、功率电平、载波数量及相位配置）、测量系统配置（仪表型号、校准日期、残余PIM水平）、测量结果（互调产物频率、电平值及其相对于载波的电平差）、测量不确定度评估结果以及结论。修改件强调，当测量结果接近指标限值时（如偏差在3dB以内），应在报告中明确标注不确定度信息，以避免误判。4.主要技术修订内容4.1覆盖频段与应用场景的扩展随着5G毫米波基站和卫星通信终端的快速商用化，天线PIM测量的频率需求已远超原标准界定的6GHz以内范围。修改件将标准的推荐适用频率上限提升至67GHz，并为毫米波频段的测量补充了专门的波导接口方案和校准方法（详细内容参见修改件附录B）。同时，针对车载雷达天线、相控阵天线和卫星通信相控阵终端等新型天线形态，修改件新增了“非标准端口天线”的专门测量条款，允许采用过渡夹具或空间馈电方式进行测量，但要求对过渡装置引入的附加PIM进行单独评估和扣除。4.2辐射式测量方法的补充与完善在平面天线阵列（如MassiveMIMO天线）的PIM测试中，由于天线阵元数量众多（常见为64个或更多），若逐一进行传导式端口测量，不仅测试效率低下，且难以真实反映阵列整体辐射后的PIM合成效果。修改件在原有辐射式测量框架的基础上，新增了针对阵列天线的“子阵列合成测量”方法：将阵列划分为若干子阵列，分别测量各子阵列的PIM电平，再依据功率合成规则计算整个阵列的综合PIM值。该方法在保证一定精度的前提下（经验证，在阵列一致性良好时合成误差不超过±1.5dB），显著提升了测量效率。4.3修改件与原标准的衔接说明本修改件系对IEC62037-6:2021的局部增补与替换，未改变原标准的章节体系和核心测量原理。凡修改件未涉及的内容，仍以原标准文本为准。修改件在发布后即与原标准合并使用，形成完整有效的标准版本（编号：IEC62037-6:2021+AMD1:2025）。各国标准化机构在转化采用时，可根据本国实际情况选择整体采纳或分批采纳方式，但建议同步采用以维护标准的完整性。5.标准实施与应用前景5.1对天线行业的影响本修改件的实施将对天线行业产生深远影响。在研发设计环节，多载波激励方法和扩展频段覆盖使天线工程师能够在设计阶段更全面地评估天线在真实工作条件下的PIM性能，有助于在设计早期发现潜在的互调风险源（如接触面氧化、磁性材料混入、焊接缺陷等），从而减少后期整改成本。在生产线测试环节，子阵列合成测量方法的引入将大幅缩短大规模阵列天线全检的测试节拍，同时测试结果的置信度也有据可依。此外，修改件对环境底噪和系统残余PIM的更严格要求，将推动测试仪器制造商提供性能更优的PIM测试仪表和配套附件，形成“标准引领-仪器升级-产业提升”的良性循环。5.2对无线通信系统部署的支撑作用当前全球5G网络正处于从基础覆盖向深度优化演进的阶段，而PIM问题已成为影响5G网络上行覆盖和用户体验的关键瓶颈之一。基站天线的PIM性能直接关系到网络的上行底噪水平，进而影响边缘用户的上行速率和时延体验。本修改件通过提供更为精准、可复现的PIM测量方法，为运营商在网络规划、设备选型和验收测试中提供了统一的技术标尺，有助于减少因PIM指标争议导致的工程纠纷，加快网络建设进度。面向未来6G时代，超大规模天线阵列和感知通信一体化系统的PIM管理将更加复杂，本修改件所建立的扩展测量框架也为6G标准的研究提供了方法论储备。5.3国际互认与贸易便利化作为IEC发布的标准修改件，本文件在IEC成员国内具有广泛的认可基础。通过等同采用该修改件，各国可以将本国天线PIM测试方法与国际通行做法对齐，从而降低天线产品的国际贸易技术壁垒。特别是在“一带一路”倡议和全球供应链重组的大背景下，统一的PIM测量标准有助于中国天线制造企业更顺畅地进入国际市场，同时也有利于国际知名天线品牌在中国市场的合规准入。6.标准归口单位及主要参与单位介绍6.1IECSC46F分技术委员会简介IEC62037-6:2021/AMD1:2025由IECSC46F（射频和微波无源器件分技术委员会）归口管理。SC46F隶属于IECTC46（电缆、电线、波导、射频连接器、射频和微波无源元件及附件技术委员会），其工作范围涵盖射频和微波频段各类无源器件的标准化，包括连接器、同轴电缆、滤波器、天线、隔离器、环行器和功率分配器等。SC46F的秘书处由德国承担（DKE，德国电气工程师协会），主席和秘书长分别由来自德国和法国的资深