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《超宽带喇叭测量天线国家标准》发展报告

NationalStandardforUltra-WidebandHornMeasurementAntennasDevelopmentReport

摘要

随着电磁兼容（EMC）测试技术的发展和5G/6G通信、物联网等新兴领域的兴起，超宽带喇叭天线作为关键测量设备，其性能直接影响电磁兼容测试结果的准确性与可靠性。本报告针对我国首部自主创新的《超宽带喇叭测量天线》国家标准，系统阐述了其立项背景、技术内容及行业价值。

该标准填补了国内700Hz~18GHz频段宽带天线技术规范的空白，为GB/T6113.106（CISPR16-1-6）、GB/T6113.104（CISPR16-1-4）等核心EMC标准提供配套技术支持。通过规范方向图、天线增益、电压驻波比等7项关键技术指标及其测量方法，显著提升测量结果的可比性与溯源性。实施后将降低国内企业30%以上的系统运维成本，促进国产高性能天线研发，对打破国际技术垄断、构建自主创新体系具有战略意义。

报告还分析了标准对电磁兼容测试、通信设备认证等领域的推动作用，并展望其在毫米波频段扩展应用的未来发展方向。

关键词：超宽带喇叭天线；电磁兼容；国家标准；天线校准；CISPR；GB/T6113.106；电压驻波比；不确定度评定

Keywords:Ultra-widebandhornantenna;EMC;Nationalstandard;Antennacalibration;CISPR;GB/T6113.106;VSWR;Uncertaintyevaluation

正文

1.标准立项背景与必要性

当前，国际电工委员会（IEC）下属CISPR组织已建立完善的电磁兼容测量标准体系（如CISPR16系列），但宽带天线作为核心测量设备长期缺乏独立技术规范。我国电磁兼容测试领域长期依赖进口天线设备，存在以下突出问题：

-技术壁垒：欧美厂商通过专利封锁关键设计参数（如渐变槽线结构）；

-成本压力：进口天线单价高达20-50万元，运维成本增加40%；

-标准缺失：现有国标仅引用CISPR测试方法，未规定天线本体性能要求。

据全国无线电干扰标准化技术委员会（SAC/TC79）统计，2022年我国电磁兼容测试设备市场规模达38亿元，其中天线采购占比27%。制定自主国家标准可有效解决上述痛点，支撑《国家标准化发展纲要》中关键领域标准自主可控的战略目标。

2.标准技术框架与创新点

2.1核心技术内容

本标准采用性能要求+测试方法双模块结构（见图1），主要涵盖：

-电气性能指标

-方向图：主瓣宽度≤60°（1-6GHz）、前后比≥20dB

-电压驻波比（VSWR）：≤2.5:1（700Hz-6GHz）、≤3:1（6-18GHz）

-增益平坦度：±1.5dB（1-6GHz）、±2.5dB（6-18GHz）

-环境适应性

-工作温度：-40℃~+55℃（满足GJB150.3A-2009军用标准）

-机械振动：5-500Hz/5g（参照GB/T2423.10）

2.2测量方法创新

针对传统校准中的溯源性难题，标准提出：

1.三天线法增益测量：采用GB/T17626.21-2022规定的开阔场（OATS）测试系统，不确定度控制在±0.8dB内；

2.时域门技术：通过脉冲响应分析消除多径干扰，提升低频段（1GHz）测量精度；

3.自动化校准流程：集成SCPI指令集，支持与矢量网络分析仪（VNA）的远程控制。

3.主要参与单位：中国电子技术标准化研究院

作为全国电磁兼容标准化技术委员会（TC79）秘书处承担单位，该院主导完成标准关键技术验证：

-实验设施：建设国内首个18GHz全电波暗室（符合ANSIC63.4-2014），配备KeysightPNA-X系列网络分析仪；

-产学研合作：联合中电科41所、东南大学天线所完成200组对比试验，数据一致性达95%；

-国际对接：推动标准参数与CISPR16-1-6:2023的互认，减少出口检测壁垒。

结论与展望

本标准通过统一超宽带天线的技术要求和测试方法，将显著提升我国电磁兼容测试数据的国际公信力。预计实施后：

-国产天线市场份额可从当前35%提升至60%以上；

-企业研发周期缩短30%，年节约专利授权费用超2亿元。

未来需重点关注：

1.扩展至40GHz毫米波频段，适配5GNRFR2频段测试需求；

2.开发AI辅助校准算法，实现天线参数的实时自补偿；

3.参与修订IEC61000-4-21等国际标准，增强技术话语权。

（注：本报告数据来源于《2023中国电磁兼容产业发展白皮书》、SAC/TC79年度报告等公开资料）