IEC 62037-62021+AMD12025 CSV 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

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StandardizationDevelopmentReport:PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part6:Measurementofpassiveintermodulationinantennas摘要关键词：无源互调；天线测量；国际电工委员会；射频器件；IEC62037；标准化；互调电平AbstractWiththelarge-scaledeploymentoffifth-generation(5G)andfuturesixth-generation(6G)mobilecommunicationsystems,thepassiveintermodulation(PIM)performanceofantennas,asacriticalcomponentofthewirelesslink,hasbecomeincreasinglysignificanttosystemcommunicationquality.Passiveintermodulationproductsgeneratedwithinantennascandirectlyfallintothereceivingfrequencyband,becomingadifficult-to-eliminatesourceofsystemnoisefloor,andinseverecases,mayevencausecommunicationlinkinterruption.Tounifythetechnicalmethodsandevaluationcriteriaforantennapassiveintermodulationmeasurementworldwide,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)publishedtheIEC62037-6:2021+AMD1:2025CSVstandard.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,technicalcontent,revisionhistory,andmajorparticipatingorganizationsofthisstandard,andprovidesanin-depthanalysisofthetestprinciples,systemconfigurationrequirements,testenvironmentcontrol,andresultdeterminationmethodsforantennapassiveintermodulationmeasurement.Thereportpointsoutthatthisstandard,asanimportantpartoftheIEC62037series,establishesforthefirsttimeadedicatedintermodulationmeasurementspecificationforantennaproductsbasedontheirstructuralcharacteristicsandradiationproperties,fillingthegapininternationalstandardsforantennaPIMmeasurement.ThepublicationandimplementationofthisstandardholdsignificanttechnicalsupportandguidingvalueforunifyingantennaPIMtestmethods,enhancingwirelesscommunicationsystemreliability,andpromotinghigh-qualitydevelopmentoftheRFdeviceindustry.Thisreportalsoprovidesanoutlookontheapplicationprospectsofthisstandardandputsforwardrelevantstandardizationworkrecommendations.Keywords:PassiveIntermodulation;AntennaMeasurement;InternationalElectrotechnicalCommission;RFDevices;IEC62037;Standardization;IntermodulationLevel一、引言1.1标准立项背景无源互调是指由无源器件（如天线、连接器、电缆、滤波器等）在射频大功率信号激励下产生的非线性互调产物。这一现象最早于20世纪70年代在卫星通信系统中被发现并引起关注。当多个载波信号通过无源器件时，由于材料的非线性特性（如金属-氧化物-金属接触结、铁磁材料的磁滞效应、接触面的微放电效应等），会产生新的频率分量。若这些互调产物落入接收频段，将形成无法通过滤波器消除的干扰信号，严重降低接收机的灵敏度和系统的通信质量。伴随移动通信技术的代际演进，天线系统中的无源互调问题愈发突出。5G系统广泛采用多频段共站部署、大规模多输入多输出（MassiveMIMO）天线阵列和高阶调制技术，使得天线端口承载的射频功率密度大幅提升，同时接收机对干扰的容忍度进一步收紧。根据主流运营商的网络指标要求，天线PIM指标通常需要达到-150dBc甚至更严苛的水平。在此背景下，建立统一的、可重复的、可比较的天线无源互调测量方法，成为全球通信行业亟待解决的基础性标准化课题。从国际标准化现状来看，IEC第46技术委员会（TC46）——"通信电缆、线缆、波导、射频连接器及无源元器件"及其下属分技术委员会SC46F（射频连接器和无源微波元件）长期从事射频无源器件标准化工作。IEC62037系列标准即为该技术委员会针对射频无源器件互调测量制定的系列国际标准。在天线产品纳入该系列标准的适用范围之前，天线制造商、系统集成商和运营商往往各自采用不同测量方法，导致测试结果缺乏可比性，严重制约了国际贸易和技术交流。1.2标准制定的必要性天线作为一种特殊的无源辐射器件，其PIM测量与连接器、电缆等传输线型器件的测量存在本质差异。首先，天线具有辐射特性，其互调产物不仅包含反射回输入端的部分，还包含直接辐射至自由空间的部分，因此需要在考虑辐射场分布的前提下设计测量方案。其次，天线通常工作在室外开放环境，受周围金属物体、环境电磁干扰、温湿度变化等因素的影响显著，测量条件的控制更加复杂。第三，现代基站天线多为多频段共用结构，各频段之间的互调耦合机制远比单一传输路径复杂。IEC62037系列通用标准中规定的测量方法（主要基于传输线反射原理）难以直接适用于天线产品，亟需制定专门的测量规范。1.3标准立项意义该项目标准的立项和发布具有重要的现实意义：第一，为天线无源互调测量提供了全球统一的技术依据，有助于消除贸易技术壁垒，促进天线产品的国际贸易和公平竞争；第二，为5G/6G通信系统的天线选型、验收测试和网络优化提供了标准化的测试手段，有助于提升网络建设和运营质量；第三，为推动天线制造工艺改进和新型低PIM材料研发提供了定量评价工具，引领产业技术发展。二、标准编制过程与修订历程2.1标准编制阶段IEC62037-6的编制工作遵循IEC导则规定的标准制定程序，经历了提议阶段（NP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、询问草案（CDV）和最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段。在项目提议阶段，来自德国、美国、中国、日本等国家的专家基于各自国内天线PIM测试的实践积累，提出了制定天线PIM测量专用国际标准的建议。该提议获得委员会多数成员体投票赞成后正式立项。在编制过程中，各国专家围绕天线PIM测量的若干关键技术问题进行了深入讨论和反复验证，包括：天线PIM测试的激励信号频率组合和功率电平选择、测试系统的校准方法和不确定度评估、天线辐射对互调产物收集的影响、不同类型天线（单频天线、多频共用天线等）的特殊测量要求等。历经多轮委员会草案和质询草案的修改完善，该标准于2021年首次正式发布。2.22025年修订情况IEC62037-6:2021+AMD1:2025CSV为2021年版标准的合并修订版。该修订版纳入了IECSC46F根据技术发展和业界反馈而批准的第1号修订件（AMD1），于2025年12月2日正式发布。此次修订重点回应了近年来天线技术演进带来的新需求，包括：适应5G-A及6G预研中更高频段（如毫米波频段）天线的测量需求；补充和完善多频段天线的互调干扰测量方法；优化测试系统的校准流程和测量不确定度评价方法；明确天线PIM测量中环境条件的控制和记录要求等。修订内容经过了成员国表决通过，体现了国际标准化工作中的技术共识和最新成果。三、标准主要内容3.1适用范围与规范性引用文件IEC62037-6:2021+AMD1:2025CSV适用于天线及其附属无源组件的互调电平测量，涵盖工作频率范围覆盖射频和微波频段的天线产品。凡是在天线端口施加两个或多个射频载波信号后，因天线内部非线性产生的互调产物的测量，均属于该标准的适用范围。该标准规范性引用了IEC62037系列的其他部分，包括IEC62037-1（通用要求和测量方法）和IEC62037-2（同轴电缆组件中的无源互调测量）等标准文件，确保整个系列标准在术语定义、测量原理和结果表述方面的一致性。3.2关键术语和定义该标准明确定义了与天线PIM测量相关的核心术语，包括但不限于：无源互调（PIM）、互调产物（intermodulationproduct）、互调电平（intermodulationlevel）、激励信号（excitationsignal）、载波功率（carrierpower）、互调失真（intermodulationdistortion）等。术语定义沿用了IEC62037-1中的基础定义，并根据天线测量的特殊性进行了必要的延伸和补充。3.3测量原理与方法分类标准规定天线PIM测量的基本原理为：向天线输入端口施加两个（或更多）特定频率的高功率载波信号，利用高灵敏度接收系统检测因天线内部非线性产生的互调产物的电平值。测量结果通常以dBc为单位，表示互调产物相对于载波功率的比值。根据被测天线的类型和测量目的，标准规定了两种基本测量方法：-反射法：测量从天线输入端口反射回来的互调产物电平。该方法适用于单端口天线，是天线PIM测量最常用的方法。测试系统通过双工器或定向耦合器将激励信号和反射互调信号分离，实现对反射PIM电平的精确测量。3.4测试系统构成与性能要求标准对天线PIM测试系统各组成部分的技术性能提出了明确要求。信号源部分：要求每个载波信号的频率稳定度、相位噪声、谐波抑制比等指标满足规定限值，确保激励信号的纯净度；功率放大器部分：要求在所需功率电平下具有良好的线性度，自身产生的互调产物须低于被测天线的预期指标至少一定余量；双工器和滤波器部分：要求对互调产物通道的插入损耗小、对载波信号的隔离度高；接收机部分：要求具备足够的动态范围和灵敏度，能够检测到极低电平的互调产物；校准部分：要求定期使用标准校准件对系统整体链路进行校准，保证测量结果的溯源性和准确性。3.5测试环境要求天线PIM测量对环境条件极为敏感，该标准对此设置了严格而明确的规定。测试场地方面：宜在屏蔽室或开阔场进行，开阔场测试时需确保周围无金属反射体且背景噪声满足规定电平要求；环境温湿度方面：规定了标准测试条件下的温度范围和相对湿度范围，同时要求记录实际环境条件以便对测量结果进行修正和比判；接地与电磁兼容方面：要求测试系统具备良好的接地和屏蔽措施，防止外部电磁干扰影响测量精度。四、主要参与单位4.1国际电工委员会无线电通信电缆与无源元件技术委员会IEC62037-6标准由国际电工委员会（IEC）下属第46技术委员会（TC46：通信电缆、线缆、波导、射频连接器及无源元器件）及其分技术委员会SC46F（射频连接器和无源微波元件）归口管理。TC46成立于1938年（其前身可追溯至更早的时期），秘书处目前由芬兰担任，是IEC中历史最悠久和最为活跃的技术委员会之一。TC46的职责范围涵盖通信线缆、射频连接器、波导、微波元件及无源器件的国际标准化工作，其制定的标准广泛应用于电信网络、无线通信基站、航空航天、国防电子等领域，是国际射频无源器件领域最具权威性的标准化技术组织。SC46F分技术委员会专门负责射频连接器和无源微波元件的标准化工作，秘书处长期由德国（DIN）承担。SC46F的工作范围包括射频连接器的电气和机械性能要求、无源微波元件的测试方法、射频传输系统的互调性能评估等。该分委会汇集了来自全球主要射频器件制造商、检测认证机构、通信运营商和研究机构的顶尖技术专家，在射频无源互调测量领域积累了丰富的标准化经验。IEC62037系列标准即由SC46F主导制定，其中IEC62037-6天线互调测量标准的编制工作得到了德国、美国、中国、日本、韩国等成员国专家的积极参与和技术贡献。SC46F通过其下属工作组WG4（无源互调工作组）具体负责该系列标准的维护和修订工作，确保标准内容持续跟踪技术发展动态。五、标准实施与应用5.1在天线产品研发和生产中的应用IEC62037-6标准的发布实施为天线制造企业的产品研发和生产质量控制提供了统一的测量依据。在研发阶段，工程师可依据该标准建立天线PIM测试平台，对不同设计方案、不同材料和不同工艺的天线样机进行定量评价，为设计优选和工艺改进提供数据支撑。在生产阶段，该标准可作为天线出厂检验和型式试验的方法依据，确保批量产品PIM性能的一致性和可追溯性。5.2在通信网络建设和运营维护中的应用对于通信运营商和网络集成商而言，IEC62037-6标准为天线入网测试和工程验收提供了统一的技术准绳。在5G网络大规模建设过程中，该标准为多运营商共享天线、多频段共天线的PIM指标评估提供了规范化的测试流程和判定准则。在网络运营维护阶段，该标准还可用于天线PIM性能劣化诊断和故障排查，帮助运维人员快速定位干扰源，提升网络优化效率。5.3在检测认证和国际贸易中的应用随着越来越多的国家和地区将天线PIM指标纳入型号核准和入网认证的强制要求，IEC62037-6作为国际公认的测量方法标准，在检测认证领域发挥着基础性作用。国内外第三方检测机构依据该标准开展天线PIM检测服务，其检测报告可作为国际贸易中质量评定的重要依据，降低了因测量方法差异导致的贸易争端风险。六、结论与展望IEC62037-6:2021+AMD1:2025CSV的发布标志着天线无源互调测量领域国际标准化工作迈上了新的台阶。该标准系统构建了天线PIM测量的方法体系和技术规范，有力填补了IEC62037系列标准在天线产品领域的空白，为全球天线产业的技术进步和国际贸易提供了坚实的标准化支撑。参考文献[1]IEC62037-6:2021+AMD1:2025CSV,PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part6:Measurementofpassiveintermodulationinantennas[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2025.[2]IEC62037-1:2021,PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part1:Generalrequirementsandmea