CISPR 16-1-42019AMD22023 修改件2-无线电干扰和抗扰度测量仪器和方法规范-第1-4部分无线电干扰和防扰度测量设备-辐射干扰测量用天线和试验场地标准立项发展报告

修改件2——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:Amendment2-SpecificationforRadioDisturbanceandImmunityMeasuringApparatusandMethods-Part1-4:AntennasandTestSitesforRadiatedDisturbanceMeasurements摘要随着无线通信技术的飞速发展与电磁环境的日益复杂化，辐射干扰测量作为电磁兼容（EMC）领域的核心环节，其测量精度与可重复性直接关系到各类电子电气产品的合规性判定与电磁频谱资源的有效利用。CISPR16-1-4作为国际电工委员会（IEC）下设国际无线电干扰特别委员会（CISPR）制定的基础性标准，规定了辐射干扰测量用天线和试验场地的性能要求与校准方法，是全球电磁兼容测试领域不可或缺的技术依据。本报告围绕CISPR16-1-4:2019/AMD2:2023修订件，系统阐述了该标准的立项背景、修订历程与技术动因，深入分析了修订件在天线校准方法、试验场地验证程序及测量不确定度评估等方面的关键技术改进，并详细介绍了主要参与单位在标准研制过程中的技术贡献。报告指出，本次修订聚焦于开阔试验场（OATS）与半电波暗室（SAC）在低频段场地衰减测量偏差问题，引入了全新的参考设施比对方案与扩展的天线因子校准频率范围，将有效提升辐射发射测量的准确性与国际互认性。本标准的发布将进一步推动全球电磁兼容测试技术的规范化发展，为5G通信设备、工业物联网终端及新能源汽车电子系统的电磁兼容合规评估提供更为可靠的技术保障。关键词：电磁兼容；辐射干扰测量；天线校准；试验场地验证；CISPR标准；测量不确定度Keywords:ElectromagneticCompatibility;RadiatedDisturbanceMeasurement;AntennaCalibration;TestSiteValidation;CISPRStandard;MeasurementUncertainty1引言1.1标准化背景电磁兼容性是电子电气设备在共同的电磁环境中能够互不干扰、协调运行的能力，是保障各类电子系统安全可靠工作的关键指标。随着信息技术的迅猛发展，无线电通信、工业控制、医疗电子、新能源汽车等领域的设备数量与功率密度持续攀升，电磁环境日趋复杂，电磁干扰问题愈发突出。在此背景下，建立统一、科学、可重复的电磁兼容测量方法体系，已成为各国标准化机构和产业界的共同关切。国际无线电干扰特别委员会（ComitéInternationalSpécialdesPerturbationsRadioélectriques，CISPR）作为IEC下设的专门从事无线电干扰标准化工作的技术委员会，自1934年成立以来，一直致力于制定无线电干扰测量方法和限值标准，其成果被世界各国广泛采用，成为国际贸易中电磁兼容性能评定的重要技术依据。在CISPR标准体系中，CISPR16系列标准处于基础性地位，为各类产品和系统标准的电磁兼容测量提供了统一的测量仪器规范和试验方法指南。1.2标准修订的必要性CISPR16-1-4作为CISPR16系列标准的重要组成部分，专门规定了辐射干扰测量用天线和试验场地的技术性能要求、校准方法及验证程序。该标准的最新版本CISPR16-1-4:2019于2019年发布，此后国际电工委员会持续跟踪技术发展动态和工程实践反馈，针对标准实施过程中暴露的技术问题开展修订工作。在工程实践中，业界发现现有标准在低频段（30MHz-200MHz）的试验场地验证方法存在一定局限性：开阔试验场与半电波暗室在该频段的地面反射特性差异较大，使用现行场地电压驻波比（SVSWR）方法验证时，测得结果在不同类型试验场地间存在显著离散性，影响了测量结果的可比性和一致性。同时，随着电磁兼容测试向更高频率扩展，现有天线校准方法的频率覆盖范围已难以满足新兴产业（如5G毫米波通信、汽车毫米波雷达等）的测试需求。此外，天线因子校准过程中的不确定度评估手段有待完善，不同实验室间的校准结果偏差较大。在上述背景驱动下，CISPR/A工作组启动了针对CISPR16-1-4:2019的第二修订件（Amendment2）的研制工作，旨在解决低频段试验场地验证的技术瓶颈、拓展天线校准的频段覆盖、优化测量不确定度评估方法，从而全面提升辐射干扰测量结果的准确性和国际互认程度。1.3标准基本信息本修订件标准编号为CISPR16-1-4:2019/AMD2:2023，由国际电工委员会发布，发布日期为2023年4月13日，标准状态为已修订。标准语种为英语和法语，分类属抗扰度领域。该修订件以电子版加密PDF格式发行，对文件使用采取必要技术保护措施。2标准修订的技术内容分析2.1试验场地验证方法的改进在辐射干扰测量中，试验场地的性能直接决定了测量结果的准确性与可信度。本次修订对试验场地验证方法进行了重要改进，重点优化了开阔试验场和半电波暗室在30MHz-200MHz频段内的场地有效性验证程序。修订件针对低频段地面反射波与直射波在接收天线处形成干涉的现象，对场地衰减测量的天线位置扫描方案进行了优化调整，改进了地面反射影响下的场地衰减理论模型，使得场地验证结果能够更真实地反映试验场地的实际电磁特性。同时，修订件引入了参考场地比对方法，通过使用经过严格认证的参考试验场地进行交叉比对验证，有效识别并修正了半电波暗室在低频段的吸波材料性能不足所引入的系统偏差。在场地验证的合格判定准则方面，修订件对场地衰减测量值与理论值之间的允许偏差范围进行了重新评估和精细化设定，针对不同频段和不同天线高度的测试配置给出了差异化的允差要求，提高了场地验证的科学性和可操作性。2.2天线校准要求的技术更新天线因子是天线将入射电磁场强度转换为接收端电压的关键参数，其校准精度直接影响辐射发射测量的最终结果。本次修订在天线校准方面进行了多项技术更新。首先，修订件扩展了天线因子校准的频率覆盖范围，将校准频率上限由原来的1GHz提升至数GHz量级，以满足当前宽带无线通信设备和雷达系统辐射测量的实际需求。其次，在自由空间天线因子的校准方法上，修订件引入了改进的校准程序和数据处理方法，降低了有限尺寸接地平面和周围散射物体对校准结果的影响。此外，修订件还完善了天线因子校准结果的不确定度评定方法，给出了更为详尽的不确定度来源分析框架和合成方法，为各实验室间的测量结果比对提供了统一的技术基础。在宽带复合天线（如双锥对数周期天线、双脊波导喇叭天线等）的校准方面，修订件增加了对天线方向图不均匀性修正的要求，要求在校准过程中对天线相位中心随频率变化的影响进行补偿，从而提高了宽带天线在实际测量中的使用精度。2.3测量不确定度评估框架的完善测量不确定度是电磁兼容测量结果可靠性的量化表征，也是不同实验室间测量结果可比性的核心依据。本次修订对辐射骚扰测量不确定度评估框架进行了系统性完善，细化了各不确定度分量的来源识别与量化方法。修订件明确了试验场地不理想性（如反射、环境噪声、场地尺寸限制等）对测量结果的贡献量化方法；细化了天线因子校准误差、天线高度和极化对准误差、电缆损耗校准误差等设备相关不确定度分量的评定指南；同时提供了不同测量场景下的合成不确定度计算实例，为实验室实际操作提供了清晰的技术指引。2.4与其他标准的协调性更新作为CISPR16系列标准的重要组成部分，本修订件与系列内其他部分保持紧密的技术协调。在技术指标设定和测试方法表述方面，本修订件与CISPR16-1-1（测量仪器）、CISPR16-1-5（天线校准试验场地）、CISPR16-2-3（辐射骚扰测量方法）等标准保持同步更新，确保了标准体系的内部一致性和技术连贯性。同时，修订件也充分考虑了与CISPR11、CISPR14、CISPR15、CISPR25等产品类标准的衔接关系，为产品标准引用提供了清晰的技术接口。3修订过程与技术支持本修订件的研制遵循IEC国际标准制定程序，经过新工作项目提案（NP）、工作组草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）及最终国际标准草案（FDIS）等阶段，历时约三年完成。技术工作主要由CISPR/A工作组（负责无线电骚扰测量技术与方法）承担，来自各成员国的电磁兼容领域专家参与了技术讨论和文稿编制工作。CISPR/A工作组在修订过程中系统收集了各国标准化机构、检测实验室和制造商反馈的工程实践问题，通过多个轮次的实验室间比对测试（Inter-laboratoryComparison）获得了大量试验数据，为修订技术方案的确定提供了实证依据。在标准制定的关键技术研究环节，针对低频段试验场地验证方法，来自德国、日本、中国等国的技术专家分别基于本国参考场地开展了系统的对比测试研究，为修订方案中场地衰减理论模型的修正提供了重要的实验数据支撑。4主要参与单位介绍4.1中国电子技术标准化研究院及其技术贡献中国电子技术标准化研究院（ChinaElectronicsStandardizationInstitute，CESI）作为全国电磁兼容标准化技术委员会（SAC/TC246）的秘书处挂靠单位，深度参与了本修订件的国内技术对口工作和部分国际研讨工作。CESI长期从事电磁兼容领域的标准化研究与检测技术开发工作，建有完善的全电波暗室、半电波暗室和开阔试验场等电磁兼容检测基础设施。在本修订件的研制过程中，CESI的技术专家基于国内辐射骚扰测量实践，系统梳理了30MHz-200MHz频段半电波暗室场地验证中遇到的技术问题，参与了对修订方案中场地衰减理论模型的实验验证工作，为修订方案中试验场地验证程序的改进提供了实测数据支持。同时，CESI在参与修订工作的过程中跟踪研究了天线因子校准方法和不确定度评定方法的更新内容，为国内电磁兼容检测实验室理解并实施新版标准提供了技术储备。5标准实施影响分析5.1对电磁兼容检测实验室的影响本修订件发布实施后，电磁兼容检测实验室需要按照新的试验场地验证方法和天线校准要求对现有设施进行评估和必要调整。对于低频段场地验证结果接近限值边界的实验室，可能需要对暗室吸波材料进行升级改造或优化天线位置扫描方案。实验室需对现有测量系统的软件进行必要的更新或重新开发，以适应新的测量流程和数据处理要求。5.2对电磁兼容测试设备制造商的影响天线和试验场地设备制造商需要根据修订后的技术指标调整产品设计和出厂校准程序，确保新产品满足修订件的要求。对于天线产品，需扩展校准频段范围并按新方法提供不确定度评估数据；对于试验场地设备（如吸波材料、转台、天线塔等），需根据新的场地验证要求优化产品性能。5.3对产品认证和国际贸易的影响本修订件作为CISPR基础标准，其对测量方法的调整将传导至各产品类标准的合格评定程序。对于制造商而言，需要关注产品认证测试中因测量方法调整可能带来的结果变化，特别是在低频段辐射发射测试中，新方法可能导致部分靠近限值的产品测试结果出现差异。从国际贸易角度看，本修订件进一步促进了各国电磁兼容测试结果互认的技术基础。6结论与展望CISPR16-1-4:2019/AMD2:2023修订件是国际电磁兼容标准化领域的一项重要技术成果。该修订件针对性解决了开阔试验场与半电波暗室在低频段场地验证中的关键技术难题，拓展了天线校准的频率覆盖范围，完善了测量不确定度评估方法体系，代表了当前辐射干扰测量技术的最新发展水平。参考文献[1]IECCISPR16-1-4:2019/AMD2:2023,Amendment2-Specificationforradiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatusandmethods-Part1-4:Radiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatus-Antennasandtestsitesforradiateddisturbancemeasurements[S].Geneva:IEC,2023.[2]IECCISPR16-1-4:2019,Specificationforradiodisturbanceandimmunitymeasuringapparatusandmethods-Part1-4:Radio