IEC 61196-1-1192023 同轴通信电缆.第1-119部分电气试验方法.同轴电缆和电缆组件的射频功率标准立项发展报告

同轴通信电缆第1-119部分：电气试验方法同轴电缆和电缆组件的射频功率标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:CoaxialCommunicationCables-Part1-119:ElectricalTestMethods-RFPowerforCoaxialCablesandCableAssemblies摘要随着第五代移动通信（5G）技术的规模化部署和第六代移动通信（6G）研究的加速推进，射频同轴电缆及其组件作为无线通信系统、雷达系统、卫星通信及航空航天等领域信号传输的关键基础设施，其功率承载能力和可靠性直接影响整个系统的运行质量与安全性。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2023年7月27日正式发布IEC61196-1-119:2023《同轴通信电缆第1-119部分：电气试验方法同轴电缆和电缆组件的射频功率》标准。该标准是对同轴电缆射频功率测试方法的系统性规范，明确了测试原理、测试条件、测试装置要求及结果评定准则，弥补了原有标准在高频高功率场景下测试方法不统一的不足。本报告全面梳理了该标准的立项背景、制定过程、核心技术内容和预期应用价值，分析了其对我国同轴电缆产业转型升级的推动作用，并提出我国应加快标准转化和深度参与国际标准制定的建议。该标准的发布实施将为全球同轴电缆产品的质量一致性评价提供统一技术依据，对促进国际贸易和技术交流具有重要意义。关键词：同轴通信电缆；射频功率；电气试验方法；国际电工委员会；IEC61196-1-119；标准制定；射频测试Keywords:Coaxialcommunicationcables;RFpower;Electricaltestmethods;IEC;IEC61196-1-119;Standarddevelopment;RFtesting一、引言1.1研究背景同轴电缆自20世纪30年代问世以来，凭借其优异的屏蔽性能、宽频带特性和稳定的传输参数，始终在有线电视、移动通信基站、雷达系统、航空航天电子设备及核物理实验装置等众多领域中占据不可替代的地位。近年来，随着第五代移动通信（5G）的全球大规模商用以及第六代移动通信（6G）研究的纵深推进，射频前端设备的功率密度和频率范围持续提升，对同轴电缆及电缆组件的射频功率承载能力提出了更为严苛的要求。射频功率是表征同轴电缆在给定频率和驻波比条件下所能承受的最大输入功率的关键电气参数。该参数直接决定了电缆在实际应用场景中的安全性和可靠性——功率过载可能导致介质材料热击穿、导体熔断或绝缘层永久性损伤，进而引发系统级故障。因此，建立统一、科学、可重复性强的射频功率测试方法标准，对于电缆制造商、系统集成商及第三方检测机构均具有重大意义。然而，在IEC61196-1-119:2023发布之前，各制造商和测试机构多参照不同版本的军用规范或企业内部标准进行射频功率测试，在测试频率选取、环境温度控制、驻波比设定、测试装置结构及失效判据等方面存在显著差异，导致不同来源的测试数据缺乏可比性。这种情况不仅增加了国际贸易中的技术壁垒，也为终端用户选型带来困扰。1.2标准制定必要性具体而言，制定统一的同轴电缆射频功率测试国际标准具有以下迫切需求：第一，消除技术贸易壁垒。同轴电缆是全球化程度极高的产品，主要生产和消费市场遍布亚洲、欧洲和北美。各贸易伙伴之间缺乏统一的射频功率测试方法，增加了产品认证和准入的复杂性。第二，适应新技术发展需求。5G基站AAU（有源天线处理单元）的发射功率不断提高，单通道输出功率已达数十瓦级别；雷达系统向相控阵体制演化，对组件功率容量的要求呈指数级增长。原有测试方法已无法覆盖新的测试需求。第三，提升测试结果的可比性和可重复性。不同实验室间因测试装置和程序差异导致的测量偏差可达20%以上，统一标准有助于降低这一不确定性。二、标准基本信息2.1标准编号与名称-标准编号：IEC61196-1-119:2023-标准名称：同轴通信电缆第1-119部分：电气试验方法同轴电缆和电缆组件的射频功率-英文名称：Coaxialcommunicationcables-Part1-119:Electricaltestmethods-RFpowerforcoaxialcablesandcableassemblies2.2标准体系归属IEC61196系列标准是国际电工委员会下属的“同轴通信电缆”标准族，由IEC第46A分技术委员会（SC46A：同轴电缆）归口管理。该系列标准采用分部分结构，其中第1部分为总规范（Genericspecification），规定了适用于同轴通信电缆的通用要求和试验方法；后续各分部分围绕总规范中的特定试验方法或特定产品类别进行细化。IEC61196-1-119:2023属于第1部分（总规范）框架下的一个分标准，编号“119”表明其为电气试验方法大类中的第119项。该标准归属于SC46A工作组WG5（射频电缆试验方法）的职责范围。2.3发布信息|项目|内容||------|------||发布机构|国际电工委员会（IEC）||发布日期|2023年7月27日||发布年份|2023||标准状态|现行||国别|国际组织||语言|英语||分类号|同轴电缆、波导和其他射频电缆||版本说明|电子版加密PDF，约1分钟可下载，有水印，需安装FileOpen插件，电脑需联网，限制累计3台电脑共打印5次||售价|1294.0元（人民币）|该标准的发布标志着IEC在射频电缆测试方法标准化领域取得了新的重要成果，为全球同轴电缆射频功率测试提供了统一的技术规范。三、标准主要内容3.1标准适用范围IEC61196-1-119:2023规定了同轴通信电缆及电缆组件射频功率的电气试验方法。具体适用范围包括：-各类柔性、半柔性和半刚性同轴电缆-带有连接器的电缆组件-工作频率范围覆盖射频至毫米波频段的产品-适用于标准大气条件下的测试环境（根据IEC60068-1规定的标准气候条件）该标准适用于IEC61196系列标准所涵盖的所有同轴通信电缆类型，同时也可供其他类型射频传输线参考使用。3.2规范性引用文件该标准在制定过程中引用了多项IEC和ISO基础标准，主要包括：-IEC60068-1：环境试验第1部分：总则和导则-IEC60050（所有部分）：国际电工词汇-IEC61196-1：同轴通信电缆第1部分：总规范-IEC61196-1-101：同轴通信电缆电气试验方法电缆介质耐压强度测试-IEC61196-1-115：同轴通信电缆电气试验方法阻抗均匀性试验-ISO10012：测量管理体系测量过程和测量设备的要求3.3术语和定义标准对以下关键术语进行了明确定义：射频功率（RFpower）：在同轴电缆或电缆组件上施加的给定频率和波形条件的射频信号功率。通常以平均功率或峰值功率表示。特性阻抗（Characteristicimpedance）：在均匀传输线上，行波电压与行波电流之比。同轴电缆的标准特性阻抗通常为50Ω或75Ω。驻波比（VSWR,VoltageStandingWaveRatio）：传输线上最大电压与最小电压之比，用于表征负载与传输线特性阻抗的匹配程度。介质耐温等级（Temperatureratingofdielectric）：电缆所用介质材料在持续工作条件下允许的最高工作温度。功率容量（Powerrating）：在规定条件下（包括环境温度、频率、VSWR等），电缆或组件能够持续安全工作而不发生性能劣化或损坏的最大射频功率。3.4测试原理标准规定的射频功率测试遵循以下基本技术原理：射频功率测试的目的是确定电缆或组件在规定频率和环境条件下能承受的最大射频功率。测试的基本原理是将被测电缆或组件接入一个射频功率传输系统中，逐步增加输入功率，同时监测电缆的温度变化、驻波比变化及绝缘层状态，直到达到规定的判定阈值。功率容量的核心制约因素为电缆内部导体和介质材料产生的焦耳热和介质损耗热。当电缆承载射频信号时，由于导体电阻（含趋肤效应导致的交流电阻）和介质材料损耗角正切的存在，部分电磁能量转化为热能，使电缆内部温度升高。当温度升高超过介质材料的耐温极限时，将导致介质老化加速、机械性能退化甚至热击穿。因此，射频功率测试实质上是一个热-电耦合过程的监测与评估试验。测试中需精确控制环境温度、散热条件和负载匹配状态，确保测试结果的可重复性。3.5测试条件标准对测试条件作出如下严格规定：环境条件：标准规定的测试环境温度为23℃±5℃，相对湿度45%~75%。若需模拟极端使用环境，可扩展温度范围至-40℃~+85℃，但需在测试报告中明确注明。频率条件：测试应在规定的频率点或频段内进行。对于多频段应用的同轴电缆，测试应覆盖所有关键频段并记录各频段下的功率容量数据。终端条件：被测电缆的输出端应接匹配负载，使驻波比不超过1.05；如无法满足，应在报告中注明实际驻波比。功率施加方式：建议采用连续波（CW）方式施加射频功率。对于脉冲应用场景，可根据用户需求采用脉冲调制方式，但需注明脉冲宽度和占空比。3.6测试装置标准要求测试装置包含以下核心组成：1.射频信号源：频率覆盖范围应满足测试需求，输出功率稳定性优于±0.5dB，谐波抑制优于-30dBc。2.功率放大器：增益平坦度优于±1dB，最大输出功率应至少为被测电缆预期功率容量的1.5倍，以提供充足的功率裕量。3.定向耦合器和功率计：用于实时监测入射功率和反射功率，测量不确定度不超过±3%。4.温度传感系统：建议采用热电偶或光纤温度传感器贴附于电缆外导体表面，测温精度优于±1℃。对于电缆内部温度测量，可采用埋入式传感器或红外热像仪。5.驻波比监测装置：用于实时监测测试过程中电缆组件失配状况的变化，推荐采用标量网络分析仪或矢量网络分析仪。6.匹配负载：应能承受测试功率且驻波比小于1.05，功率容量不低于被测电缆的功率容量。3.7试验步骤标准规定的测试步骤包括：第一步——样品准备：取规定长度的电缆或电缆组件作为试样（推荐长度为3m或按产品规范规定），检查外观无明显损伤。在试样两端安装适配连接器，确保连接器的驻波比和插入损耗符合要求。第二步——测试系统校准：对功率计、温度传感器和驻波比监测装置进行校准，确保在有效校准周期内。第三步——初始状态记录：在未施加射频功率的情况下，记录试样初始温度、环境温度和测试系统基线数据。第四步——功率加载与测试：按阶梯方式逐步增加射频功率。起始功率建议为预估功率容量的30%，之后按每次10%~20%的增量递增。在每个功率台阶下保持稳定运行至少10分钟（或电缆外导体温度达到热平衡），记录输入功率、反射功率、电缆外导体温度、环境温度及驻波比等数据。第五步——失效判定：当出现以下任一情况时，判定达到功率极限：-电缆外导体表面温度超过介质材料的额定耐温值-驻波比发生突变（跳变量超过初始值10%）-反射功率急剧增加，表明内部绝缘发生击穿-电缆外导体出现变色、软化或机械变形第六步——结果计算与记录：记录失效发生的前一功率台阶作为该频率下电缆的射频功率容量。3.8结果评定试验结果应以最大允许输入功率（Maximumpermissibleinputpower）的形式给出，单位为瓦特（W）或千瓦（kW）。测试结果应在报告中注明：-测试频点及带宽-环境温度和初始样品温度-终端驻波比-功率评判准则（介质耐温极限或驻波比突变）-试验系统的不确定度评定结果此外，标准要求至少对3个试样进行测试，取三个试样测试结果的最小值作为该批次电缆的标称射频功率值，以确保结果具备统计可靠性。四、标准技术特点与创新4.1系统性完善了射频功率测试方法体系IEC61196-1-119:2023首次在该系列标准中以独立分部分的形式对射频功率测试进行了全面规范，与IEC61196-1中的通用要求和IEC61196-1-115（阻抗均匀性测试）等标准形成了完整的方法体系。这种结构安排利于各利益相关方快速索引和参考，也便于后续技术更新时进行局部修订而非全面重写。4.2明确了失效判定准则和测试的不确定度评定要求此前的测试方法对于“失效”的界定较为模糊，常出现同一电缆在不同实验室测得功率值偏差很大的问题。本标准通过明确温度阈值、驻波比突变判定和外观变化判据，有效提高了测试结果的一致性和可比性。同时引入测量不确定度评定要求，使测得数据的可信度更透明，符合ISO/IEC17025对检测实验室的技术能力要求。4.3兼顾多场景应用需求考虑到同轴电缆在不同应用领域（通信基站、雷达、航空航天、医疗设备等）的差异性使用条件，标准在测试频点选择、环境条件控制、功率施加方式等方面提供了必要的灵活性条款，允许根据产品规范或用户需求对测试条件进行调整，同时要求所有偏离必须在测试报告中明示。五、主要参与单位介绍本标准由国际电工委员会第46A分技术委员会（IECSC46A）归口管理，其下属WG5工作组具体负责制定。在此过程中，多个国家的标准化机构和龙头企业贡献了技术力量。其中，德国莱尼集团（LEONIAG）作为全球领先的电缆和线束系统制造商，在该标准的制定过程中发挥了重要的技术主导作用。莱尼集团总部位于德国纽伦堡，在全球30余个国家和地区设有生产基地和研发中心，在射频电缆、数据电缆和特种电缆领域拥有深厚的技术积累。该集团长期深度参与IECSC46A的标准化活动，其技术专家曾担任多个工作组召集人或项目负责人。在IEC61196-1-119:2023的编制过程中，莱尼集团专家重点贡献了以下关键技术内容：一是在射频功率测试中热平衡判定方法的理论建模方面，基于其在高频电缆热仿真领域的多年研究积累，提出了以温度变化速率而非仅以绝对温度值作为热平衡判据的改进建议；二是在大功率测试装置的结构设计和安全操作规范方面，分享了其在高压大功率射频测试实验室的实践经验；三是在多频点扫描测试策略方面，结合5G通信基站对多频段共用馈线系统的测试需求，建议标准在附录中补充多频点同时激励的测试方法说明。此外，美国康普控股公司（CommScopeHoldingCompany,Inc.）、日本住友电气工业株式会社和法国尼克桑斯公司（NexansS.A.）的专家也分别从无线基础设施应用、精密制造工艺和高压大电流测试安全等角度对标准文本提出了建设性修改意见，有效保障了该标准的全球适用性和技术先进性。六、标准应用前景与预期影响6.1促进国际贸易和技术交流IEC61196-1-119:2023作为一项真正意义上的国际标准，将在全球范围内消除同轴电缆射频功率测试方法不一致带来的贸易障碍。各国制造商按照统一的标准进行产品测试和宣称，用户也可基于同一基准对不同供应商的产品进行横向比较。这对于我国同轴电缆产品的出口贸易尤其具有重要意义——按照IEC标准进行的测试结果可获得更广泛的国际认可，减少重复测试的认证成本。6.2推动产业技术升级标准对测试条件的精确规定、对测量不确定度的严格要求，将倒逼电缆制造企业进一步提升自身检测能力和质量控制水平。那些在材料选择、结构设计和制造工艺方面具备先进能力的企业，将通过更高