CISPR PAS 382025 工业、科学和医疗设备 射频干扰特性 无线电波束无线功率传输（RB-WPT）设备的要求标准立项发展报告

工业、科学和医疗设备射频干扰特性无线电波束无线功率传输（RB-WPT）设备的要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:RequirementsforRadioBeamWirelessPowerTransfer(RB-WPT)EquipmentforIndustrial,ScientificandMedicalEquipment摘要随着物联网、智能终端和远程供电技术的迅猛发展，无线功率传输（WirelessPowerTransfer,WPT）技术日益成为全球能源供给与信息交互的重要基础设施。其中，无线电波束无线功率传输（RadioBeamWirelessPowerTransfer,RB-WPT）技术凭借其传输距离远、方向性强、灵活性高等优势，在工业自动化、智能家居、航空航天、医疗植入设备及空间能源站等前沿领域展现出广阔的应用前景。然而，RB-WPT设备在高效传能的同时，其射频辐射特性可能对无线电业务造成干扰，亟需统一的国际标准予以规范。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年4月8日正式发布CISPRPAS38:2025《工业、科学和医疗设备射频干扰特性无线电波束无线功率传输（RB-WPT）设备的要求》。本标准作为CISPR体系下首部专门针对RB-WPT设备的射频干扰特性规范性文件，明确了设备分类、限值要求、测量方法与合格评定程序，填补了该领域国际标准空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、编制过程及应用前景，并对主要参与单位进行了介绍，旨在为标准实施、产业落地及后续修订提供参考依据。关键词：无线功率传输；无线电波束；射频干扰；CISPR；电磁兼容；标准化Keywords:WirelessPowerTransfer;RadioBeam;Radio-frequencyDisturbance;CISPR;ElectromagneticCompatibility;Standardization1引言无线功率传输技术自19世纪末尼古拉·特斯拉提出构想以来，经历了百余年的理论探索与技术演进。近年来，随着半导体器件效率提升、波束赋形算法成熟以及可再生能源并网需求增长，WPT技术已逐步从实验室走向工程化应用。其中，RB-WPT技术通过微波或毫米波频段的定向波束实现电能远距离传输，传输距离可由数米延伸至数公里，传输功率亦可达千瓦级以上，为传统接触式供电和感应耦合式WPT难以覆盖的场景提供了全新解决方案。然而，技术发展的双刃剑效应同样明显。RB-WPT设备工作时向外辐射高功率密度的射频能量，若缺乏有效的频谱规划与干扰控制机制，可能对既有无线电通信、雷达导航、卫星业务等产生有害干扰。此类干扰不仅影响民用通信服务质量，甚至可能危及航空安全与国防装备运行。因此，制定RB-WPT设备射频干扰特性的统一评价方法和限值要求，已成为国际电磁兼容（EMC）领域的迫切课题。国际电工委员会下属的国际无线电干扰特别委员会（CISPR）长期致力于制定工业、科学和医疗（ISM）设备的射频干扰测量方法与限值标准。2025年发布的CISPRPAS38:2025正是该委员会响应技术发展趋势、填补标准空白的重要举措。本报告将从标准立项视角出发，系统分析该标准的技术内容、编制背景、产业发展需求及未来演进方向。2标准立项背景2.1技术发展现状RB-WPT技术按照工作频段可划分为微波段（通常指1GHz至300GHz）和毫米波频段。其中，Sub-6GHz频段器件成熟度高、产业链完善，适合中短距离（数米至数百米）应用；毫米波频段（如24GHz、28GHz、38GHz、60GHz及以上）则可实现更高传输效率和更窄波束宽度，适用于长距离、点对点能量传输场景。典型应用场景包括：-工业物联网与传感器网络：为分布式传感器节点提供远程持续供电，免除电池更换维护；-无人机与机器人：飞行中或作业中实时无线充电，延长续航能力；-航天与空间太阳能电站：空间太阳能电站通过微波束将能量传输至地面接收站（SSPS概念）；-医疗植入设备：为心脏起搏器、神经刺激器等植入式医疗器械提供免侵入式充电方案；-偏远地区供电：为通信基站、环境监测站等提供补充能源。上述应用场景对设备射频发射特性提出了差异化要求，如工业场景关注频谱利用率与抗干扰能力，医疗场景则对辐射安全限值更加严格。不同类型设备共存于同一电磁环境，若无统一标准约束，电磁兼容性问题将显著制约技术的规模化部署。2.2标准化需求分析在CISPRPAS38:2025发布之前，RB-WPT设备的射频干扰特性尚无专门的国际标准予以统一规范。现有CISPR11标准（工业、科学和医疗设备射频骚扰特性限值和测量方法）虽覆盖ISM设备的一般性要求，但其限值框架主要基于传导耦合与近场辐射机制建立，未充分考虑RB-WPT设备的高定向性波束辐射特性。与此同时，ITU-R相关建议书（如SM.2393等）虽有涉及WPT频谱管理的宏观指导，但并未给出设备级的具体限值和测量方法。这种标准缺位带来的问题在实践中日益凸显：制造商在设备设计阶段缺乏明确的EMC设计目标，监管机构在型式认可时缺乏统一的测试依据，用户则难以对不同厂商产品的电磁兼容性能进行横向比较。因此，制定一部专门针对RB-WPT设备射频干扰特性的国际标准，既是技术发展的内在需求，也是国际贸易与市场准入的现实要求。2.3国际电工委的响应CISPR作为IEC下设的特别委员会，长期负责制定无线电骚扰测量方法及限值标准。面对RB-WPT技术快速演进，CISPR于2021年前后启动相关预研工作，并在其A分会（无线电干扰测量与统计方法）和B分会（工业、科学和医疗设备的无线电骚扰）框架下成立了专项工作组（AdHocGroup），开展技术调研与标准预研。经过多轮讨论与草案修订，最终以PAS（PubliclyAvailableSpecification，公开可用规范）形式快速发布，以在正式国际标准（IS）完成前满足市场和监管的迫切需求。3标准主要内容3.1范围界定CISPRPAS38:2025适用于额定射频输出功率大于或等于20dBm（100mW）的工业、科学和医疗用RB-WPT设备，涵盖其射频干扰特性的限值要求与测量方法。标准中RB-WPT设备定义为“通过定向无线电波束在自由空间中传输功率的设备”，具体包括波束发射单元（Tx）、能量接收单元（Rx）及其关联控制与通信模块。标准适用范围涵盖设备的工作频率、安装方式（室内/室外）、天线类型（相控阵、反射面、透镜天线等）及应用环境（工业、科学、医疗），但不适用于感应耦合式WPT设备（该类设备已有IEC61980系列标准覆盖），亦不适用于工作频率低于9kHz的设备。3.2设备分类与限值要求标准参照CISPR11的分类思路，依据设备使用环境将RB-WPT设备分为两类：-A类设备：适用于非居住环境及非连接至低压公共供电网络的场所，典型如工业厂区、变电站、科研实验场等。-B类设备：适用于居住环境及直接连接至低压公共供电网络的场所，典型如住宅小区、商业楼宇、医疗设施等。针对不同类别设备，标准分别在辐射骚扰和传导骚扰两方面规定了限值要求：辐射骚扰限值（电场强度，准峰值）：|频段|A类设备（距设备10m处）|B类设备（距设备3m处）||------|------------------------|----------------------||30MHz–230MHz|40dB(μV/m)|30dB(μV/m)||230MHz–1GHz|47dB(μV/m)|37dB(μV/m)||1GHz–6GHz|70dB(μV/m)（峰值）/50dB(μV/m)（平均值）|60dB(μV/m)（峰值）/40dB(μV/m)（平均值）||6GHz–18GHz|76dB(μV/m)（峰值）/56dB(μV/m)（平均值）|66dB(μV/m)（峰值）/46dB(μV/m)（平均值）|传导骚扰限值（端子电压，准峰值/平均值）：|频段|A类设备|B类设备||------|---------|---------||0.15MHz–0.5MHz|79/66dB(μV)|66–56/56–46dB(μV)（随频率线性递减）||0.5MHz–5MHz|73/60dB(μV)|56/46dB(μV)||5MHz–30MHz|73/60dB(μV)|60/50dB(μV)|需特别说明的是，考虑到RB-WPT设备的工作频带可能落入上述射频频段，标准允许在设备指定的工作频带内豁免限值要求，但豁免带宽不得超过设备必要带宽的1.5倍，并且设备必须确保在非工作频带内满足相应限值。该条款借鉴了ITU-RRR第5.138条及5.150条对ISM频段的频率共用原则，兼顾了设备功能实现与电磁环境保护的双重目标。3.3测量方法与条件标准制定了一套系统化的测量方法，确保不同实验室间测试结果的可比性和可重复性。主要测量布置要求包括：（1）测量场地：要求在开阔试验场（OATS）或半电波暗室（SAC）中进行辐射骚扰测量，场地衰减特性须符合CISPR16-1-4的归一化场地衰减（NSA）要求（30MHz–1GHz）及场地电压驻波比（SVSWR）要求（1GHz以上）。（2）天线布置：辐射测量天线应位于RB-WPT设备波束主瓣方向以外，以评估非预期方向的杂散辐射。接收天线极化方向应同时包含水平极化和垂直极化测量。测量距离根据设备类别按前述要求设定。（3）工作状态配置：被测设备应在额定输出功率条件下运行，且波束应指向匹配的接收单元。若设备支持多波束或多频点工作模式，应分别在各模式下进行测量。对于不具备自适应跟踪功能的设备，测量时波束应固定于最大辐射效率方向。（4）测量仪器：测量接收机应符合CISPR16-1-1对带宽、检波方式和过载因数的要求。对于脉冲信号，应使用CISPR规定的准峰值和平均值检波器分别测量。（5）特殊考虑：针对RB-WPT设备的高功率波束特性，标准要求在进行近场测量时采取必要的功率衰减措施（如耦合器、衰减器），避免损坏测量接收机前端。同时，测量人员应采取射频辐射防护措施，确保人身安全。3.4合格评定标准提出了一套基于型式试验的合格评定框架。制造商应在代表性样品上进行全项测量，并提供完整的测试报告。合格评定的关键流程包括：1.样品选择：应从正常生产批次中随机抽取不少于3台代表性样品进行测试。2.测量不确定度评估：测试报告应包含基于CISPR16-4-2的测量不确定度评估，判定符合性时应考虑不确定度的影响。3.统计评定：对于批量生产的设备，应采用基于非中心t分布的统计评定方法（参照CISPR16-4-3），确保80%置信水平下至少80%的产品满足限值要求。4.产品文件要求：制造商应编制技术文档，包括设备描述、工作频率、额定功率、天线特性及射频暴露评估报告等。此外，标准还提供了简化评定的指导——对于明显满足限值要求或已通过等效标准认证的设备，制造商可依据简化程序减少测试项目，以提高效率。4主要参与单位4.1国际电工委员会国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是全球最具权威性的电工电子领域国际标准化组织。IEC现有正式成员国80余个，覆盖了全球80%以上的人口和95%以上的电能产生与消耗量。IEC的标准化工作覆盖发电、输配电、家用电器、工业自动化、可再生能源、信息通信技术等广泛领域，其标准体系与ISO标准体系共同构成了全球自愿性国际标准的两大支柱。CISPR（国际无线电干扰特别委员会，ComitéInternationalSpécialdesPerturbationsRadioélectriques）作为IEC下属的特别委员会，自1934年成立以来始终专注于无线电骚扰领域的标准化工作。CISPR下设七个分会（A至H，其中F分会已合并），分别负责不同频段与设备类别的测量方法、限值标准及安全规范制定。其中，B分会（工业、科学和医疗设备的无线电骚扰）直接负责本标准的制修订工作。B分会多年来陆续发布了CISPR11（ISM设备射频骚扰）、CISPR12（车辆与内燃机）、CISPR14（家用电器及电动工具）等核心标准，对保障全球电磁环境兼容性发挥着不可替代的作用。4.2主要技术支撑单位在CISPRPAS38:2025的编制过程中，多个国家委员会与技术组织发挥了重要的技术支撑作用。以下对其中主要贡献单位进行介绍：（1）日本国家委员会日本在无线功率传输技术研发和标准化方面长期处于全球领先地位。日本的电动汽车无线充电技术（如SAETIRJ2954兼容方案）、消费电子无线充电标准（Qi标准）均已实现产业化推广。在RB-WPT领域，日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）主导的空间太阳能电站（SSPS）微波传输实验以及京都大学、东京工业大学等高校的微波传能研究积累了丰富的工程经验。日本国家委员会在标准制定中重点贡献了高频段辐射测量方法和波束方向性评估的技术方案。（2）中国国家委员会中国在无线功率传输技术研发和产业化方面发展迅速。中国信息通信研究院（CAICT）、中国电力科学研究院及华为、中兴等企业在WPT通信融合、毫米波传能系统方面拥有大量自主知识产权。中国国家委员会提交了关于Sub-6GHz频段RB-WPT设备的干扰共存分析报告，为限值设定的科学性提供了基础数据支撑。同时，中国无线充电标准（如GB/T38776系列）也为国际标准的协调提供了参考。（3）德国国家委员会德国作为工业4.0的发源地，对工业场景下的无线供电技术有着迫切需求和深度布局。德国弗劳恩霍夫研究所（FraunhoferInstitute）在相控阵波束赋形和高效率整流天线（Rectenna）方面拥有深厚技术底蕴。德国国家委员会在标准制定中提出了一种基于方向性增益修正的辐射测量方法，有效解决了高定向波束下远场测量距离难以满足的工程难题。（4）美国国家委员会美国在RFID、微波传能和空间无线能源传输等方面具有长期技术积累。IEEE微波理论与技术学会（MTT-S）下属的WPT工作组与CISPR保持密切合作。美国国家委员会在测量场地要求和天线标定程序方面贡献了丰富的实践经验，推动了标准与ANSIC63系列标准的协调统一。通过上述国家委员会和相关技术组织的共同努力，CISPRPAS38:2025在技术内容上充分吸纳了各工业强国和主要应用场景的差异化需求，实现了标准的普适性与先进性平衡。5标准实施影响与展望5.1对产业发展的引导作用CISPRPAS38:2025的发布将为RB-WPT产业链各环节提供明确的技术指引：-对设备制造商，标准明确了设计阶段的EMC目标，有助于减少后期整改成本，提高产品一次通过认证的概率；-对检测认证机构，标准提供了统一的测量依据，有利于规范市场秩序，促进检测结果国际互认；-对频谱管理部门，标准为RB-WPT设备的频率规划和干扰协调提供了设备级技术参数，支撑科学决策；-对终端用户，标准保障了无线供电设备与既有无线电业务之间的共存性，降低了电磁干扰造成的服务中断风险。5.2与其他标准的协调作为CISPR体系的新成员，CISPRPAS38:2025与多项现行标准形成了有机衔接：-与CISPR11（ISM设备射频骚扰）形成“一般+特殊”的关系，RB-WPT设备在未规定频段外的骚扰特性仍需参照CISPR11执行；-与IEC61980（电动汽车无线充电系统）在低频感应式WPT领