IEC 62037-12025 无源射频和微波器件 互调电平测量 - 第1部分一般要求和测量方法标准立项发展报告

无源射频和微波器件互调电平测量第1部分：一般要求和测量方法国际标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part1:Generalrequirementsandmeasuringmethods摘要随着第五代移动通信（5G）、物联网（IoT）及卫星通信等技术的规模化部署，无源射频与微波器件在现代通信系统中承担着愈发关键的角色。然而，由无源器件非线性特性引发的互调干扰问题日益突出，已成为影响系统接收灵敏度和频谱利用效率的重要因素。为统一全球范围内无源互调（PIM）测量技术与评价方法，国际电工委员会（IEC）正式发布IEC62037-1:2025《无源射频和微波器件互调电平测量第1部分：一般要求和测量方法》标准。本报告围绕该标准的立项背景、技术框架、核心指标及国际协调意义展开系统分析。报告指出，该标准在继承IEC62037系列标准既有体系的基础上，结合近年无源互调测试技术的最新进展，细化了测试系统配置要求、优化了互调产物测量流程，并对测试环境条件作出了更加明确的规定，为全球无源器件制造商、系统集成商及第三方检测机构提供了权威、可复现的技术依据。标准的发布实施将有效促进国际贸易互认，提升产品质量一致性与系统可靠性。关键词：无源互调；射频器件；微波器件；IEC62037；互调电平测量；标准化Keywords:PassiveIntermodulation(PIM);RFDevices;MicrowaveDevices;IEC62037;IntermodulationLevelMeasurement;Standardization一、引言1.1研究背景无源互调（PassiveIntermodulation,PIM）是指当两个或两个以上射频信号通过无源器件（如连接器、电缆、天线、滤波器、合路器等）时，因器件材料的非线性特性（包括接触非线性、材料非线性及工艺缺陷等）而产生的杂散频率分量的现象。这些互调产物一旦落入接收频段，将严重恶化接收机的信噪比，导致系统容量下降、通话质量劣化甚至通信中断。在早期的模拟通信时代，PIM问题的影响相对有限。然而，随着现代通信系统向高频段、宽带化、多载波方向演进，尤其面对5G/6G通信系统大规模多输入多输出（MassiveMIMO）、载波聚合（CarrierAggregation）、全双工传输等先进技术的广泛应用，频谱资源日益密集，发射信号功率不断提升，无源器件的PIM问题变得前所未有的突出。据相关行业统计，PIM引发的网络故障在基站系统故障中占比已超过15%～20%，成为运营商网络优化中不可忽视的重要指标。1.2标准修订的必要性IEC62037系列标准是国际上针对无源射频和微波器件互调电平测量的权威性标准文件。其中，IEC62037-1作为该系列的基础性文件，规定了无源器件互调测量的通用要求、测试系统架构与基本测量方法。随着近年来测试仪器能力的提升、新材料新工艺的应用以及行业需求的不断演进，该标准亟待修订完善以适应新的技术形势：-更高频段（如毫米波频段）对测试系统提出了新的要求；-高功率、多载波条件下的PIM测试方法需要进一步明确；-测试结果的重复性和复现性需要更为严谨的规范保障；-不同制造商和测试机构之间测试结果的可比性问题日益受到关注。在此背景下，IEC于2025年2月26日正式发布IEC62037-1:2025版本，对上述问题作出了系统性回应。二、标准概述2.1标准基本信息IEC62037-1:2025《无源射频和微波器件互调电平测量第1部分：一般要求和测量方法》由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）归口管理，标准状态为现行（Active），发布日期为2025年2月26日，标准国别为国际组织，官方语言为英语和法语。按照IEC标准体系分类，本标准的ICS分类号归属于传输系统相关领域。2.2标准定位IEC62037-1:2025在IEC62037系列标准中居于基础与统领地位。该系列还包括：-IEC62037-2：无源射频和微波器件互调电平测量第2部分：同轴电缆组件的互调测量-IEC62037-3：无源射频和微波器件互调电平测量第3部分：连接器的互调测量-IEC62037-4：无源射频和微波器件互调电平测量第4部分：天线的互调测量-IEC62037-5：无源射频和微波器件互调电平测量第5部分：滤波器的互调测量第1部分作为通用要求文件，为其他各部分提供了统一的基础框架、术语定义、通用测试条件和系统配置要求。三、标准主要内容分析3.1范围与适用对象IEC62037-1:2025规定了无源射频和微波器件互调电平测量的一般要求和测量方法，适用于工作频率范围内各类无源射频和微波器件的互调电平评估，包括但不限于：同轴连接器、射频电缆组件、天线、滤波器、双工器、合路器、功分器、衰减器、负载等。该标准适用于通信系统、雷达系统、广播电视系统及卫星通信系统等领域中使用无源器件的互调性能评估。需要说明的是，本标准的适用范围与有源器件的非线性测量有所区分，聚焦于无源器件在无源状态下产生的互调产物，强调器件本身的材料与结构对互调性能的影响。3.2规范性引用文件标准中规范性引用了多项IEC国际标准及ISO标准，包括但不限于：-IEC60050（所有部分）：国际电工词汇-IEC60617：简图用图形符号-IEC62037（所有部分）：无源射频和微波器件互调电平测量-ISO1000：SI单位及其倍数单位和某些其他单位的使用建议这些引用文件构成了标准实施的基础支撑体系，确保了术语定义、单位使用及测量方法的一致性与规范性。3.3术语和定义标准对以下关键术语进行了统一定义和规范：-无源互调（PassiveIntermodulation,PIM）：由无源器件产生的互调产物；-互调电平（IntermodulationLevel）：在规定测试条件下测得的互调产物的功率电平；-互调失真（IntermodulationDistortion,IMD）：因器件非线性导致的信号失真；-载波（Carrier）：用于激励被测器件的射频测试信号；-测试信号（TestSignal）：由两个或两个以上连续波（CW）信号组成的激励信号；-互调产物（IntermodulationProduct）：由两个或两个以上载波信号通过非线性器件产生的新频率分量；-残余互调（ResidualPIM）：测试系统自身产生的本底互调电平；-动态范围（DynamicRange）：测试系统能够测量的最大互调电平与最小可检测互调电平之差。通过明确的术语定义，标准为全球范围内的技术交流和贸易合作提供了统一的技术语言。3.4一般要求（通用条件）3.4.1测试环境条件标准规定，互调电平测量应在以下标准环境条件下进行：-温度：23℃±5℃；-相对湿度：45%～75%；-大气压：86kPa～106kPa。如因特殊需要偏离上述条件，应在测试报告中明确记录实际环境条件并评估其对测试结果的影响。3.4.2测试信号要求标准对测试信号作出了明确规定：-测试信号应为连续波（CW）信号，频率稳定度应优于规定值；-两个测试载波的频率间隔应根据被测器件的应用场景合理选择；-每个载波的输出功率应可调且稳定，功率稳定度应满足规定要求；-载波的谐波和杂散电平应低于规定限值，以避免其对互调测量结果产生影响。2025版标准特别关注了在更高频率和更宽带宽条件下对测试信号的频谱纯度的要求，为毫米波频段的应用提供了支撑。3.4.3测试系统配置标准规定了互调测试系统的基本配置要求，包括：-信号源：应能提供频率、功率精确可调的多载波信号；-功率放大器：应具备足够的输出功率和线性度；-合路器/功分器：用于将多路载波信号合成为一路测试信号；-带通滤波器：用于滤除信号源和功放产生的杂散频率分量；-被测器件（DUT）：安装于测试系统中的待测器件；-负载：应具备极低的残余互调特性，通常采用低PIM负载；-频谱分析仪/接收机：用于检测和测量互调产物电平，须具备足够的动态范围和灵敏度。3.5测量方法3.5.1反射法（单端口法）反射法适用于测量具有单端口特性的器件（如天线、负载等）的互调电平。其基本原理是：将两路载波信号经合路器合成为测试信号，经双工器（或定向耦合器）馈送至被测器件，被测器件产生的反射互调产物经双工器分离后由频谱分析仪检测。3.5.2传输法（双端口法）传输法适用于测量具有双端口特性的器件（如电缆组件、滤波器、合路器等）的互调电平。两路载波信号经合路后从被测器件的一端输入，互调产物从被测器件的另一端输出并由频谱分析仪检测。3.5.3多载波法对于实际系统中常遇到的多载波应用场景，2025版标准增加了多载波激励条件下的互调测量方法指导，为复杂应用场景下的PIM评估提供了更为贴近实际的技术路径。3.6测试结果的处理与报告标准要求测试报告应至少包含以下信息：-被测器件的标识、型号、序列号及描述；-测试环境条件（温度、湿度、气压等）；-测试频率、测试功率、载波间隔等参数；-测试系统配置和校准信息；-测量结果（互调电平值）及其测量不确定度；-测试日期、测试人员及测试机构信息。四、标准的技术要点与创新4.1测量不确定度评估2025版标准强化了测量不确定度评估的要求，明确推荐采用ISO/IECGuide98-3（测量不确定度表示指南，GUM）中规定的方法对测量结果的不确定度进行系统评估。这一变化使得测试结果更具计量溯源性，增强了不同实验室间测试结果的可比性。4.2系统残余互调（本底PIM）的严格控制标准对测试系统本身的残余互调水平提出了严格的限值要求。通常情况下，测试系统的残余互调至少应低于被测器件规定限值10dB以上，以保证测量结果的准确性和可信度。这一要求对于保证低互调器件的有效评估具有至关重要的意义。4.3毫米波频段的扩展面向5G毫米波和未来6G技术的需求，2025版标准扩展了频率适用范围，在测试系统配置、信号发生与检测、校准方法等方面增加了毫米波频段的适配性要求。这一扩展填补了既有标准在高频段适用性方面的空白。五、主要参与单位介绍5.1国际电工委员会（IEC）国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，缩写IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。IEC的宗旨是促进电工电子领域标准化及相关问题的国际合作，增进国际间的相互了解与信任。截至目前，IEC拥有80多个正式成员国和准成员国，覆盖了全球绝大多数国家和经济体，其发布的标准和合格评定体系在全球范围内具有广泛的影响力。中国于1957年正式加入IEC，是IEC的重要成员之一。IEC下设多个技术委员会（TC）和分技术委员会（SC），其中负责射频和无源器件标准化工作的相关技术委员会主要包括：-TC46：电缆、电线、波导、射频连接器、射频和微波无源元件及附件；-SC46F：射频和微波无源元件；-SC46A：同轴电缆；-SC46C：电线和对称电缆。IEC62037-1:2025标准由IEC/SC46F（射频和微波无源元件分技术委员会）主导制定。该分技术委员会汇集了来自全球的标准化专家、企业技术代表和学术研究人员，历经多轮草案讨论、意见征集与投票程序，最终实现该版标准的正式发布。5.2各成员国技术专家委员会的贡献在IEC62037-1:2025的制定过程中，各成员国的国家委员会（NationalCommittee）发挥了重要的支撑作用。来自中国、美国、德国、日本、法国、韩国等主要通信设备制造与测试仪器生产国家的技术专家广泛参与了标准草案的起草、讨论与修订工作。各国通过提交国家立场文件、参与工作组会议和投票表决等方式，在标准框架构建、关键技术指标设定及测试方法优化等方面贡献了本国在PIM测试领域的研究成果与实践经验。这种全球化协作机制使得最终发布的标准充分吸纳了世界各国的先进经验与技术共识，具有广泛的适用性与较高的技术水平。六、标准实施意义与应用前景6.1对产业界的影响IEC62037-1:2025的发布实施，将对全球无源射频和微波器件的设计、制造、测试和验收产生全方位的指导和规范作用。-对于器件制造商：标准提供了统一的测试方法和评价准则，帮助企业在产品研发阶段即有效地评估和控制PIM性能，降低因PIM不达标导致的返工和废品成本。-对于系统集成商：标准为无源器件的来料检验和系统级PIM预算分配提供了技术依据，确保系统整体性能满足设计要求。-对于第三方检测机构和实验室：标准为检测服务的规范化和结果互认提供了制度基础，促进了检测市场的健康发展。6.2对国际贸易的推动作为国际通用的权威标准，IEC62037-1:2025有助于消除各国因标准差异造成的技术壁垒，促进无源射频和微波器件的国际贸易自由化和便利化。采用IEC标准的产品更容易获得国际市场认可，有助于企业拓展海外业务、提升国际竞争力。6.3对未来技术演进的前瞻性支撑面向6G通信、卫星互联网、雷达感知、电子对抗等未来重要应用方向，无源器件的PIM性能将始终是系统设计中的关键考量因素之一。IEC62037-1:2025所确立的测试方法体系和通用技术框架，将持续为相关技术的演进与产业化提供基础性的标准化支撑。七、结论与展望IEC62037-1:2025作为无源射频和微波器件互调电平测量领域的纲领性国际标准，在继承既有技术体系的基础上，充分吸纳了近年来PIM测试技术发展的最新成果，在测试系统配置、测量程序规范化、环境条件控制、测量不确定度评估及毫米波频段适应性等方面进行了系统性的修订与完善。标准兼顾了技术的先进性与实施的可行性，为全球无源射频和微波器件的制造、检测与应用提供了统一、严谨、可复现的技术规范。参考文献[1]IEC62037-1:2025,PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part1:Generalrequirementsandmeasuringmethods[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2025.[2]IEC62037-2:2021,PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part2:Measurementofintermodulationincoaxialcableassemblies[S].Geneva:IEC,2021.[3]IEC62037-3:2021,PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part3:Measurementofintermodulationinconnectors[S].Geneva:IEC,2021.[4]IEC62037-4:2021,PassiveRFandmicrowavedevices,intermodulationlevelmeasurement-Part4:Measurementofintermodulat