CISPR 16-1-42025 无线电干扰和抗扰度测量仪器和方法规范第1-4部分无线电干扰和抗扰度测量仪器辐射干扰测量用天线和试验场地标准立项发展报告

无线电干扰和抗扰度测量仪器和方法规范第1-4部分：辐射干扰测量用天线和试验场地标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpecificationforRadioDisturbanceandImmunityMeasuringApparatusandMethods-Part1-4:AntennasandTestSitesforRadiatedDisturbanceMeasurements摘要关键词：电磁兼容；辐射干扰测量；天线校准；试验场地验证；CISPR16-1-4；归一化场地衰减；测量不确定度AbstractWiththerapidadvancementofwirelesscommunicationtechnologiesandtheincreasingcomplexityoftheelectromagneticenvironment,radiateddisturbancemeasurementhasbecomeacriticalaspectofelectromagneticcompatibility(EMC).Theaccuracyandrepeatabilityofmeasurementresultsareofglobalconcerntotheelectronicsandelectricalindustries.Asfundamentalinfrastructureforradiateddisturbancemeasurements,theperformanceofantennasandtestsitesdirectlydeterminesthecredibilityofmeasurementdataandtheconsistencyofinternationalcomparisons.Thisstandard(CISPR16-1-4:2025),issuedbytheInternationalSpecialCommitteeonRadioInterference(CISPR)undertheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC),comprehensivelyspecifiesthetechnicalrequirements,calibrationmethods,andvalidationproceduresforantennasandtestsitesusedinradiateddisturbancemeasurements.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,revisionhistory,coretechnicalcontent,andsupportingroleofthestandardintheglobalEMCtestingandcertificationsystem.Thereportemphasizesthestandardizedrequirementsforopen-areatestsites(OATS),semi-anechoicchambers(SAC),fullyanechoicrooms(FAR),andvarioussensingdevicesincludingbiconicalantennas,log-periodicantennas,andhybridantennas.ThisstandardholdssignificantguidingimportanceandapplicationvalueforensuringmutualrecognitionofEMCtestresultsininternationaltrade,enhancingtechnicalcapabilitiesofEMClaboratories,andpromotinghigh-qualitydevelopmentofrelatedindustries.Keywords:electromagneticcompatibility;radiateddisturbancemeasurement;antennacalibration;testsitevalidation;CISPR16-1-4;normalizedsiteattenuation;measurementuncertainty1.引言1.1立项背景电磁兼容性是电子电气产品在投入使用前必须满足的基本性能要求之一，而辐射发射测量则是评估设备电磁兼容特性的关键手段。随着物联网、5G/6G通信、新能源汽车、工业自动化等领域的快速发展，各类电子设备的密集部署使得电磁环境日趋复杂，对辐射干扰测量的精度和可靠性提出了更高的要求。同时，国际市场上对EMC检测结果的认可度直接关系到产品的市场准入和贸易便利化，统一的测量方法和严格的场地性能要求成为各国监管机构和标准化组织关注的重点。在此背景下，国际电工委员会（IEC）下属的国际无线电干扰特别委员会（CISPR）持续对辐射干扰测量基础标准进行修订和完善。CISPR16-1-4作为CISPR16系列标准的重要组成部分，专门针对辐射干扰测量用天线和试验场地做出系统性规定，是开展辐射发射测量、场地性能评估、设备计量校准的基石性技术文件。1.2标准基本信息本标准编号为CISPR16-1-4:2025，标准全称为《无线电干扰和抗扰度测量仪器和方法规范第1-4部分：无线电干扰和抗扰度测量仪器辐射干扰测量用天线和试验场地》（Specificationforradiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatusandmethods-Part1-4:Radiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatus-Antennasandtestsitesforradiateddisturbancemeasurements）。该标准由国际电工委员会（IEC）发布，标准状态为现行（Active），发布日期为2025年10月3日，使用语言为英语。1.3标准定位与适用范围CISPR16-1-4属于CISPR16基础标准系列（基础EMC出版物），其适用范围涵盖9kHz至18GHz频率范围内的辐射干扰测量。标准详细规定了以下内容：辐射干扰测量用天线的技术特性要求与校准方法；开阔试验场、半电波暗室、全电波暗室等试验场地的性能要求和验证方法；辐射干扰测量中的场地衰减测量程序；测量距离、天线高度扫描、天线极化方式等测量条件的标准化要求；以及相关的测量不确定度评估指南。值得注意的是，CISPR16-1-4与CISPR16系列中的其他部分相互配合，构成完整的EMC测量标准体系。其中，CISPR16-1-1规定了测量仪器的基本性能要求，CISPR16-1-2规定了辅助设备的传导骚扰测量方法，CISPR16-1-3规定了骚扰功率测量方法，而CISPR16-1-4则聚焦于辐射干扰测量的空间基础设施和传感手段。1.4标准版本演进与技术变革的标准历史可以追溯至20世纪90年代。1999年，CISPR首次发布了CISPR16-1-4的第一版本，该版本主要汇集了此前分散在CISPR16-1和CISPR16-2中的天线和试验场地相关内容。2003年，第二版本发布，引入了全电波暗室（FAR）作为替代试验场地的概念，并增加了对1GHz以上频率测量场地的新要求。2007年的第三版本在场地验证方法上做了大幅更新，并开始强调测量不确定度的重要性。2010年发布的第四版本进一步完善了天线校准方法和场地性能判据。此后经过2019年的修订版本，最终形成2025年的最新版本。2025版本主要在以下几个技术方面进行了重要的修订与完善：一是扩展了频率范围至18GHz，适应了更高频段设备辐射测量的需求；二是对天线校准方法进行了优化，引入了更精确的天线因子校准程序和更严格的校准不确定性要求；三是改进了试验场地验证的方法和判据，在归一化场地衰减（NSA）测量中更新了理论计算模型和测量步骤；四是对场地最大环境噪声电平提出了更严格的要求，以保证测量结果的可靠性；五是增加了对场地适用频率范围扩展验证的具体指导，为测量距离从3米到30米的选择提供了更为系统的方法论。2.标准主要技术内容2.1天线技术要求与校准CISPR16-1-4对辐射干扰测量用天线提出了全面而系统化的技术要求。标准根据频率范围划分了不同的天线类型，并分别规定了各自的性能指标。在30MHz以下频段，通常使用杆状天线（MonopoleAntenna）和有源/无源环天线（LoopAntenna），测量频率范围覆盖9kHz至30MHz；在30MHz至300MHz频段，双锥天线（BiconicalAntenna）为最常用的测量天线；300MHz至1000MHz频段通常使用对数周期天线（Log-periodicAntenna），而在30MHz至1000MHz的宽频范围内，复合偶极子天线阵列或混合天线等宽带天线亦被广泛应用；1GHz以上频段，则需要使用喇叭天线（HornAntenna）或具有宽带特性的锥形对数螺旋天线等适用于更高频率的传感器件。标准对各类型天线的方向性图、增益、阻抗匹配、天线因子、极化纯度和带宽特性均设定了量化指标。在接收天线与宽带天线校准方面，标准明确要求在指定频段上规定天线因子随频率变化的校准曲线，并给出了在多个离散频率点上进行校准时测量点数量的最低要求和相邻校准频点的最大间隔要求。对可更换辐射元的天线，标准给出了相应的维护和再校准建议。天线校准过程中，标准充分考虑了校准场地的散射影响、天线间的互耦效应以及校准时的环境条件，并要求在规定的频率范围内校准不确定度控制在合理范围内。标准还明确了天线校准的适用频率范围应覆盖规定的测量频段，同时规定了与实测值偏差的要求，以保证校准结果的可靠传递。2.2试验场地类型与性能要求标准对辐射干扰测量中使用的三类主要试验场地做出了系统且详尽的规定：开阔试验场（OATS）、半电波暗室（SAC）和全电波暗室（FAR）。对于开阔试验场，标准要求场地应为一个平坦、空旷的椭圆形区域，长轴等于两倍测量距离，短轴等于测量距离的√3倍。场地空旷区内不应有反射物体，场地周围应有足够大的自由空间区域以确保电磁波传播条件符合远场近似。同时，开阔试验场下方应埋设金属接地平板，接地面应连续且具有良好的导电性能。对于半电波暗室，标准在几何尺寸方面给出了明确的推荐数值，即通常要求长、宽、高分别不小于测量距离的两倍、三倍和两倍，同时规定暗室六个内表面均需安装吸波材料，但地面通常采用反射面设计以模拟开阔试验场的反射条件。标准对暗室吸波材料的性能也提出了要求，应保证在30MHz至18GHz范围内的吸波性能满足归一化场地衰减的偏差限值，且具有足够的防火等级、抗老化性能和安全环保特性。对于全电波暗室，标准允许其用于30MHz以上的辐射发射测量，但要求所有内表面（包括地面）均铺设吸波材料，以模拟自由空间传播条件。全电波暗室的归一化场地衰减应在各测量距离和天线高度组合下均满足要求。2.3归一化场地衰减测量归一化场地衰减（NormalizedSiteAttenuation，NSA）是评价试验场地性能的核心技术指标。CISPR16-1-4分别在水平和垂直极化条件下规定了NSA的测量程序和判定准则。测量通常在3米、10米或30米的测量距离下进行，分别采用水平极化和垂直极化两种天线配置，在发射天线多个指定高度、接收天线1米至4米范围内进行高度扫描，记录最大接收信号电平。标准给出了各测量频点的NSA理论与实测值之间的允许偏差范围，通常要求偏差在±4dB以内（依据具体频段和场地类型而定）。该限值保证了测量场地在不同频率下的电磁波传播特性与理想场地条件保持一致，从而确保在不同实验室间获得的测量结果具有良好的可比性。2025版本在NSA测量上重点改进了低频段（30MHz至100MHz）场地性能验证的有效性，针对半电波暗室在低频段吸波材料性能不足的问题，引入了可选的补充验证方法。同时，标准对NSA测量中的不确定度来源进行了更加详细的分类和量化分析，为实验室的测量不确定度评定提供了依据。2.4场地电压驻波比除NSA外，CISPR16-1-4还引入了场地电压驻波比（SiteVoltageStandingWaveRatio，SVSWR）作为1GHz以上频段试验场地性能验证的替代方法。SVSWR方法基于天线在多个位置处接收信号的驻波特性来评估场地的反射情况，对于评估全电波暗室和半电波暗室在1GHz至18GHz频段的性能尤为重要。SVSWR测量方法要求在指定的测量距离下，沿着测量轴线在六个规定位置进行接收天线扫描测量，记录最大和最小接收信号电平并计算驻波比。标准规定SVSWR的限值不超过6.0dB（对应电压驻波比约2:1），同时对测量中使用的天线类型、极化方式和扫描步骤做出了明确的规定。相较于传统的NSA方法，SVSWR在1GHz以上的频段具有更高的灵敏度和更好的空间分辨率，能够更为有效地识别暗室中局部反射点对测量结果的影响。2.5测量不确定度评估测量不确定度是衡量EMC测量结果质量的量化指标。CISPR16-1-4强调了对辐射干扰测量全过程不确定度的评估要求，并提供了各不确定度分量的典型数值和合成方法。这些分量包括天线因子校准不确定度、天线因子随频率插值引入的不确定度、天线高度扫描和极化匹配产生的偏差、NSA和SVSWR场地验证偏差、接收机/频谱分析仪的幅度和频率响应不确定度、连接电缆和衰减器的驻波比与损耗不确定度、测量距离和天线相位中心位置偏差、环境噪声影响、以及操作人员读数误差等。标准要求实验室在报告辐射发射测量结果时，应同步给出扩展不确定度（包含因子k=2，置信概率约95%）的评估值，以便使用方全面掌握测量数据的可靠性。在全球范围内，各EMC实验室需遵循ISO/IEC17025对测量不确定度的要求，依据CISPR16-1-4所规定的方法进行不确定度评估，方可获得认可机构的资质认定。3.标准实施与应用3.1国际应用与互认体系CISPR16-1-4作为国际电磁兼容基础标准的重要组成部分，被全球各主要经济体广泛采纳。在国际贸易领域，该标准在世界贸易组织（WTO）技术性贸易壁垒协定框架下作为各国电磁兼容技术法规的引用文件，其规定的测量方法和限值判据直接影响产品能否获得目标市场的准入资格。通过采用统一的测量方法标准，各成员国实验室出具的EMC检测报告可以通过国际实验室认可合作组织（ILAC）的多边互认协议实现国际互认，从而有效消除技术性贸易壁垒，促进产品的跨国自由流通。当前，IECEE（IEC电工产品合格测试与认证组织）CB体系中的EMC类别也直接引用了CISPR16系列标准作为检测依据，进一步强化了该标准在国际认证体系中的地位。3.2国内转化与应用现状我国高度重视CISPR标准的转化工作。CISPR16-1-4已在我国转化为国家标准GB/T6113.104，由全国无线电干扰标准化技术委员会（SAC/TC79）归口负责。GB/T6113.104与CISPR16-1-4在技术内容上保持一致，并根据我国实际情况进行了必要的编辑性修改和补充说明。近年来，随着我国电磁兼容实验室数量的快速增长和检测能力的持续提升，CISPR16-1-4在我国的推广应用取得了显著成效。截至2024年底，全国范围内获得中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可的电磁兼容实验室已超过500家，这些实验室均需要按照CISPR16-1-4（GB/T6113.104）的要求对辐射发射测量场地和天线进行定期验证和校准。同时，我国电磁兼容计量领域的最高计量标准也在持续保持与CISPR16-1-4技术规范的协调一致。4.主要起草单位介绍CISPR16-1-4:2025系由国际电工委员会CISPR下属的CISPR/A工作组（无线电干扰测量技术与统计方法）负责制定和修订，其标准文本凝结了各成员国的尖端研究成果。在国内转化和验证过程中，中国电子技术标准化研究院（CESI）作为全国无线电干扰标准化技术委员会（SAC/TC79）的秘书处单位，在CISPR/A的国内对口工作中发挥了核心组织作用，深度参与了该标准的国内一致性研究与试验验证工作。中国电子技术标准化研究院（ChinaElectronicsStandardizationInstitute，简称CESI）创建于1963年，是工业和信息化部直属的事业单位，也是我国电子信息领域标准化工作的核心机构。CESI长期从事电子信息技术领域的标准研究、制定、试验验证和合格评定工作，是ISO、IEC等国际标准化组织的重要国内技术对口单位。在电磁兼容标准化领域，CESI具有深厚的技术积累和完善的实验条件。该院建有电磁兼容检测实验室，配备了满足CISPR16-1-4技术要求的开阔试验场、半电波暗室、全电波暗室以及覆盖9kHz至18GHz频率范围的各类校准天线和测量设备。其辐射发射测量系统具备全自动天线升降、极化切换、方位角扫描等功能，实验室管理体系符合ISO/IEC17025要求，具备出具国际互认检测报告的能力。CESI在电磁兼容标准化方面的主要贡献体现在：组织全国电磁兼容标准化技术委员会开展CISPR标准的国内转化工作；牵头制定多项电磁兼容领域的国家标准和行业标准；参与国际标准的制定和修订工作，在国际标准化舞台上积极发出中国声音；开展电磁兼容检测技术研究和测量方法验证，为标准