IEC 61196-1-1122025 同轴通信电缆 第1-112部分电气试验方法 回波损耗和电压驻波比的试验标准立项发展报告

同轴通信电缆第1-112部分：电气试验方法回波损耗和电压驻波比的试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestforReturnLossandVoltageStandingWaveRatioofCoaxialCommunicationCables(IEC61196-1-112:2025)摘要随着第五代移动通信（5G）、第六代移动通信（6G）预研、卫星互联网及毫米波雷达等技术的规模化部署与产业化推进，射频传输系统对同轴通信电缆的回波损耗（ReturnLoss,RL）和电压驻波比（VoltageStandingWaveRatio,VSWR）指标提出了前所未有的严苛要求。回波损耗与电压驻波比是衡量射频传输链路阻抗匹配程度和信号反射特性的核心参数，直接决定信号传输质量、系统效率和电磁兼容性能。在此背景下，国际电工委员会（IEC）发布IEC61196-1-112:2025《同轴通信电缆第1-112部分：电气试验方法回波损耗和电压驻波比的试验》，为全球同轴电缆生产厂商、检测认证机构及系统集成商提供了统一的规范化测试依据。相较于前期版本，该标准充分吸纳了矢量网络分析仪（VNA）测量技术的最新进展，完善了频域扫描与时域门控相结合的分析方法，细化了测试夹具、校准程序和测量不确定度评定要求。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、与国内外相关标准的协调关系，分析了其对产业升级的引领作用及推广应用前景，并介绍了主要参与单位在标准制定过程中的技术贡献。该标准的发布将有效推动高频高速同轴电缆产品质量的一致性与可靠性提升，为全球信息基础设施建设提供坚实的标准化技术支撑。关键词：同轴通信电缆；回波损耗；电压驻波比；IEC61196-1-112；电气试验方法；射频测试Keywords:Coaxialcommunicationcable;Returnloss;Voltagestandingwaveratio;IEC61196-1-112;Electricaltestmethod;RFtesting1引言1.1背景概述同轴通信电缆作为射频信号传输的基础载体，广泛应用于移动通信基站馈线系统、数据中心高速互联、卫星地面站、航空航天电子设备、医疗成像系统以及测试测量仪器等领域。在射频传输系统中，同轴电缆的特性阻抗与系统中其他组件（连接器、天线、有源器件等）的特性阻抗之间的一致性程度，直接表现为回波损耗和电压驻波比两个关键指标。当阻抗失配发生时，入射信号在失配点产生反射，反射信号与入射信号叠加形成驻波，不仅降低有用信号功率的传输效率，还可能导致发射机功放器件过载损坏，同时引入群时延失真和互调干扰，严重影响系统整体性能。近年来，随着5G毫米波频段（24.25GHz-52.6GHz）的商用化和第六代移动通信技术预研的推进，射频系统的工作频率持续向高频段延伸。与此同时，数据中心内部高速互连速率从400Gbps向800Gbps乃至1.6Tbps演进，对高速线缆中回波损耗的控制精度要求已达到前所未有的水平。以IEEE802.3bj定义的100GBASE-KR4电气通道为例，其在12.9GHz频点处的回波损耗限值要求高达-10dB，且高频段呈现更陡峭的衰减斜率要求。上述技术趋势对同轴电缆的阻抗一致性、均匀性和制造工艺精度提出了更高要求，亦对相应的测试方法标准提出了更高层次的规范化需求。1.2标准立项的必要性在同轴电缆测试方法标准化领域，IEC61196系列标准为国际通行的技术规范框架。其中，IEC61196-1为通用规范，规定了同轴通信电缆的通用要求和试验方法。回波损耗和电压驻波比的测试方法在IEC61196-1:2005中以条款形式有所规定，但随着测试技术的进步和产业需求的变化，原有条款已无法满足当前高精度、宽频带、自动化测试的迫切需要。具体而言，存在以下突出问题：-测试频段覆盖不足：原有方法主要针对3GHz以下的测试场景，对于5G毫米波频段（最高至67GHz及以上）的测试需求缺乏明确的程序规定；-校准方法不够细化：对矢量网络分析仪的校准方法（如SOLT、TRL等）的选择依据、操作步骤和验证要求缺乏详细规定；-测量不确定度评估缺失：未建立系统的测量不确定度评定框架，导致不同实验室间的测试结果可比性不足；-时域分析技术运用不足：未充分引入时域反射/门控技术用于定位失配点及分离多反射源；-测试夹具要求不明确：同轴电缆测试中所使用的连接接口、转接器和测试工装缺乏统一的性能要求。在此背景下，IEC第46A分技术委员会（同轴电缆分技术委员会）于2021年正式启动IEC61196-1-112的制定工作，经过多轮国际研讨、技术论证和草案修订，最终于2025年1月正式发布。2标准技术内容详解2.1标准的适用范围IEC61196-1-112:2025适用于射频同轴通信电缆的回波损耗和电压驻波比测试。标准规定了从直流至67GHz频率范围内（根据测量设备能力可扩展至更高频率）的回波损耗和VSWR测量方法，覆盖了柔性同轴电缆、半柔性同轴电缆、半刚性同轴电缆以及刚性同轴电缆等各类产品形态，适用于50Ω和75Ω两种标称特性阻抗体系。该标准不仅适用于成品电缆的出厂检验和型式试验，也适用于电缆组件的设计中阻抗匹配性能的验证。2.2规范性引用文件该标准在制定过程中协调引用了以下关键规范性文件：-IEC61196-1:2005《同轴通信电缆第1部分：总规范总则、定义和要求》-IEC60050-726:1982《国际电工词汇第726章：传输线与波导》-IEC60457（所有部分）《精密同轴连接器及相关组件》-IEC61169（所有部分）《射频连接器》-ISO/IEC17025:2017《检测和校准实验室能力的通用要求》-JCGM100:2008《测量不确定度表示指南》（GUM）-JCGM200:2012《国际计量学词汇——基本和通用概念及相关术语》2.3关键术语和定义标准中明确界定了以下关键术语：-回波损耗（ReturnLoss）：在规定的频率和负载条件下，入射功率与反射功率之比的对数表示，以分贝（dB）为单位。回波损耗值越大，表示阻抗匹配程度越好，反射功率越小。-电压驻波比（VSWR）：传输线上电压最大值与电压最小值之比，用于表征驻波图形的驻波程度。VSWR与回波损耗之间存在确定的数学换算关系：VSWR=(1+|Γ|)/(1-|Γ|)，其中Γ为电压反射系数。-电压反射系数（VoltageReflectionCoefficient）：反射波电压与入射波电压的复比值，包含幅度和相位信息。-扫频测量（FrequencySweepMeasurement）：在规定的频率范围内连续或步进扫描频率，测量各频点处的回波损耗或VSWR值的方法。2.4测试原理标准规定的测试方法基于矢量网络分析仪（VNA）的反射参数测量原理。VNA通过定向耦合器或电桥分离入射信号和反射信号，测量被测件的复反射系数S₁₁（或S₂₂）。回波损耗RL和VSWR分别由下式计算：RL(dB)=-20·log₁₀|S₁₁|VSWR=(1+|S₁₁|)/(1-|S₁₁|)测试系统的基本框图包括：VNA主机、测试端口延伸缆、校准件、测试夹具/转接器以及被测电缆。标准中详细规定了测试系统的搭建要求、初始化和验证程序。2.5测量条件和测试环境要求标准对测量环境条件做出了明确规定，包括：-环境温度：基准环境温度为23°C±5°C，温度变化速率不应引起被测电缆性能的显著漂移；-相对湿度：不超过80%（在25°C时），防止表面凝结影响测量结果；-电磁环境：测试场地应具有良好的电磁屏蔽效能，环境电磁干扰电平至少低于被测信号电平20dB以上；-机械条件：被测电缆应按照IEC61196-1规定的夹持方式固定，避免弯曲半径小于规定最小值或受到附加拉伸应力；-预热要求：测量仪器应按照规定时间预热至稳定工作状态，通常不少于30分钟。2.6测量程序与步骤标准中规定了一套完整的测量程序，分为以下几个关键步骤：第一步：系统搭建与检查。按照标准规定的连接方式将被测电缆连接至VNA测试端口。检查所有连接处的机械紧固程度和连接器清洁状态。第二步：校准。在规定频率范围内执行VNA校准程序。标准推荐根据频率范围、连接器类型和精度要求选择以下校准方法：-SOLT（短路-开路-负载-直通）校准：适用于宽带测量和一般精度要求；-TRL（直通-反射-传输线）校准：适用于高精度测量和具有同轴-波导过渡的测试；-电子校准：适用于自动化批量测试场景。校准后应验证校准质量，典型要求为：校准后端口回波损耗优于-40dB或满足校准件定义的等效精度指标。第三步：测量。将校准后的测试端口连接至被测电缆。对于单向测量，仅测量输入端口的S₁₁参数；对于双向测量，则需在被测电缆两端分别进行测量。标准规定了扫频测量的频率步进选择原则：-当关注宽带总体特性时，采用对数间隔频率步进；-当关注特定谐振点或窄带特征时，采用线性间隔频率步进，且步进应不大于关注带宽的1/10。第四步：时域门控技术。对于含有多个非连续点（如连接器过渡处、弯曲应力处）的被测电缆，标准推荐采用时域反射分析辅助定位反射源位置，并利用时域门控技术分离感兴趣区段内的反射特征，去除测试夹具尾部反射的干扰。第五步：数据后处理与报告。测量完成后，应按标准规定的格式记录数据和结果，绘制RL-VSWR频率特性曲线图，标明测试条件、校准方法和不确定度信息。2.7测量不确定度评定标准引用JCGM100:2008（GUM），对回波损耗测量不确定度评定的主要不确定度来源进行了系统分析，包括：-VNA仪器本身的噪声底、迹线噪声、动态精度和幅度/相位不确定度；-校准件的定标不确定度及其传播效应；-连接器重复性引入的不确定度（多次插拔的变化）；-测试夹具损耗和失配引入的等效不确定度；-环境温度波动引起的电缆电长度变化；-被测电缆位置和形态变化带来的测量差异。标准要求测试报告应给出包含因子k=2的扩展不确定度，并鼓励实验室按照ISO/IEC17025的要求建立测量不确定度评定的程序化文件。3与国内外其他标准的技术协调与对比分析3.1与IEC61196系列内部标准的协调IEC61196-1-112:2025作为IEC61196-1的补充标准（Part1-112），与系列中其他部分构成完整的测试方法体系。在同一系列中，IEC61196-1-101规定了特性阻抗的测试方法，IEC61196-1-103规定了绝缘电阻和耐电压试验方法，IEC61196-1-113规定了延迟稳定性的测试方法，IEC61196-1-114规定了缆芯同心度的测试方法。回波损耗/VSWR作为与特性阻抗密切关联的参数，在实际测试中往往需要结合阻抗测试结果进行综合分析。标准在编写过程中充分保持了术语、测试条件和数据处理方式与系列中其他部分的一致性。3.2与IEC和IEEE相关射频测试标准的对比在国际标准体系中，与IEC61196-1-112功能相近的标准还包括IEC62153-4-13（金属通信电缆试验方法——回波损耗/输入阻抗测试）和IEEE802.3系列标准中关于回波损耗的测试规定。IEC61196-1-112与IEC62153-4-13的区别在于：前者专注于射频同轴电缆（50Ω/75Ω体系），后者覆盖面更广，包含对称电缆和通信网络电缆。相较于IEEE802.3系列标准中面向特定以太网应用的RL限值测试，IEC61196-1-112提供了更为通用和灵活的测试框架，不局限于特定的数据传输速率或应用场景。在测试细节方面，IEC61196-1-112在时域分析方法的运用和测量不确定度的定量评估方面，较上述两个标准更为深入和系统。3.3与我国国内标准的关联在国家标准层面，GB/T17737.1-2013《同轴通信电缆第1部分：总规范总则、定义和要求》等同采用了IEC61196-1:2005。我国同轴电缆行业标准中关于回波损耗测试的通用规定同样吸收自IEC标准体系。随着IEC61196-1-112:2025的发布，后续我国将适时启动对应的国家标准转化工作，建议将IEC61196-1-112:2025等同采用为推荐性国家标准，以保持我国同轴电缆测试方法与国际贸易中通行要求的一致性。4标准的主要创新技术内容4.1频域-时域联合分析方法的确立该标准首次在同轴电缆回波损耗测试标准中将频域扫频与时域门控反射分析相结合，确立了两者互为补充的分析方法论。频域方法提供阻抗匹配的整体频率响应曲线，适合评价电缆在目标频带内的总体传输性能；时域门控方法则通过傅里叶逆变换将频域S参数转换为时间响应，通过时间窗（门控）选择特定传播距离内的反射信号，有效分离电缆本体和连接端接处的反射贡献。这一创新方法显著提升了对电缆沿程阻抗不均匀性的判别能力，便于识别制造工艺中存在的周期性缺陷或局部阻抗突变。4.2测量不确定度的全流程评估框架不同于以往标准中仅以定性方式描述测试精度，IEC61196-1-112:2025引入了一个覆盖校准、连接、数据采集、环境控制和数据处理的全流程测量不确定度评估框架。标准要求各检测实验室建立与自身设备配置相适应的不确定度预算表，并在每个测量报告中给出包含因子k=2的扩展不确定度数值。此项规定使不同实验室的测试结果在统计意义上的可比性大大提高，为合格评定提供了更科学的依据。4.3高频段的适配性设计考虑到5G毫米波和卫星通信的频段要求，标准中测试方法的设计充分考虑了高频测试的特殊问题，包括连接器界面的重复性控制、电缆弯曲状态的影响、屏蔽效能对测量的干扰以及VNA高频校准件的精度等级选择等方面。这些技术细节为此前版本所不曾系统涉及的内容。5标准推广应用前景分析5.1对同轴电缆产业技术升级的引领作用IEC61196-1-112:2025的发布实施将推动同轴电缆制造业在以下方面实现技术升级：-制造工艺精细化：标准中严格的RL/VSWR测试要求将倒逼制造企业加强对绝缘发泡均匀度、外导体波纹一致性、护套圆整度等工艺参数的控制，推动生产从经验控制向数据驱动控制转型；-在线检测能力建设：为满足出厂全检的效率和一致性要求，企业需要引入高性能VNA和自动化测试系统，发展快速扫频和自动判定技术；-产品品质分等定级：基于标准提供的精确测量方法，企业可建立更为细化的产品分级体系，满足不同层次客户需求。5.2在国际贸易和合格评定中的应用作为IEC发布的国际标准，IEC61196-1-112:2025将成为全球同轴电缆贸易中合格评定活动的重要依据。无论是IECEE（电工产品合格测试与认证体系）框架下的CB测试证书，还是各国认证制度中的委托检测，均需依据该标准进行测试。标准中测量不确定度评定的明确要求，为各检测实验室之间比对和能力验证提供了统一的判定依据。5.3在新兴应用领域的拓展前景在6G通感一体化、车载毫米波雷达、低轨卫星互联网终端、量子计算低温