《面向通信用关键材料的高频信号电磁辐射环境试验测试方法-编制说明》

1.任务来源及简要过程

1.1任务来源

团体标准T/CSTMXXXXX-2022《面向通信用关键材料的高

频信号电磁辐射环境试验测试方法》，是广东省重点领域研

发计划《5G通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发项

目》中测试技术的项目任务。该标准由中国材料与试验团体

标准委员会电子材料领域委员会（CSTM/FC51）归口。

1.2工作过程

5G通信是新一代信息技术发展的主要方向，作为下一个

万亿规模的战略性新兴产业，对我国成为全球移通信技术的

领跑者起到不可估量的作用。5G之前的通讯技术，终端设备

通讯频率较低，辐射效应对于材料的影响基本可以忽略，而

5G场景中高频毫米波通信对材料持续辐射后引起的性能衰

减成为了目前业内普遍关心的前沿性问题之一。本标准以高

频电磁场仿真建模方法作为理论指导，开发材料辐射试验测

试装置系统，通过辐射强度闭环监测和辐射材料代替测试两

种方法，形成材料高频电磁辐射测试方法。填补行业内对5G

毫米波频段电磁辐射效应对材料影响测试方法的空白。

2020年9月团队开展《面向通信用关键材料的高频信号

电磁辐射环境试验测试方法》标准制定工作。根据项目的进

度，着手调研电磁辐射测试方法的相关标准和文献，于2022

年5月完成了标准《面向通信用关键材料的高频信号电磁辐

射环境试验测试方法》草稿的编制。本标准的主要起草单位

为工业和信息化部电子第五研究所，标准主要参与单位为电

子科技大学、成都恩驰微波科技有限公司、广州市香港科大

霍英东研究院，其中电子五所牵头开展标准起草与技术研究，

电子科技大学参与技术研究，成都恩驰微波科技有限公司负

责方法验证，广州市香港科大霍英东研究院参与标准起草与

方法验证。

2.标准化对象简要情况及制修订标准的原则

2.1标准化对象简要情况

该标准试验方法适用于可加工成片状固体材料，测试样

品进行高频大功率长时间辐射前后样品性能变化。适用频率

范围26.5GHz~40GHz；适用功率范围：20W~50W。目前国内针

对材料受高频电磁辐射效应影响的评价方式和测试方法均

没有明确的标准规定。该方法使用到的试验设备有：信号源、

功率放大器、喇叭天线、高频辐射屏蔽箱、测试电脑、功率

传感器。

2.2制修订标准的原则

按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准

化文件的结构和起草规则》给出的规则，注重相关标准的协

调统一。在充分研究消化充分吸收国内标准GB/T12636-1990

的标准基础上，结合实际，同时考虑试验方法标准的“科学

性”、“前瞻性”、“适用性”、实施检测的可行性基础上，

研究制订满足行业使用需求的《面向通信用关键材料的高频

信号电磁辐射环境试验测试方法》团体标准，弥补行业内对

材料受高频辐射效应影响的测试方法空白。

3.国内外标准研究现在分析

目前国内外针对材料受高频电磁辐射效应影响的评价

方式和测试方法均没有明确的标准规定。

4.标准主要内容的确定

本标准包括以下内容，1范围;2规范性引用文件;3术语

和定义;4原理;5试验条件;6仪器设备;7样品;8试验步骤;

9附加信息；10试验报告；附录A测试夹具与放置（资料性）；

附录B辐射试验箱场强分布和计算（资料性）等。研究制订

满足行业使用需求的《面向通信用关键材料的高频信号电磁

辐射环境试验测试方法》团体标准，国内针对材料受高频辐

射效应影响的测试方法属于空白。

5.主要试验（或验证）结果的分析

本标准提出了电磁辐射测试系统的搭载要求，如图1所

示。测试系统由以下几部分组成1）信号源，用于产生频率

为26.5GHz至40GHz的正弦波或调制正弦波信号；2）功率

放大器，提供最大输出功率为50W的正弦输出信号，同时提

供一个入射和一个反射功率测量端口；3）毫米波辐射试验

箱，用于容纳大功率高频辐射电磁波，放置被测样品，同时

用于吸收内部不必要的反射信号，屏蔽外部电磁辐射信号；

4）信号注入和测量部分：包括三个功率计和一个监测电脑，

用于监测天线输出的信号功率，放大器输入和输出信号；5）

大功率信号注入和场强测量采用喇叭天线，天线的频率范围

是26.5GHz~40GHz，注入天线的接口为WR28波导接口，可以

耐受50W入射功率，场强测量天线的接口为2.92mm接口便

于连接测试仪器。

图1电磁辐射测试系统

本标准根据系统测试原理，通过有限元仿真软件构建天

线的辐射模型，对距离天线20cm、25cm、30cm处产生的电

磁场强度和方向进行仿真，仿真过程中假设线缆损耗为2dB,

注入功率为50W，仿真结构如图1所示。

图2辐射仿真模型

频率27.5GHz仿真测试结果如图3，图4，图5，图6所

示，从图中可以看出测试系统功放发射功率为47dBm时在距

离天线口20cm处产生的最大电场强度2053.8V/m，产生的最

大磁场强度为6.2A/m；在距离天线口25cm处产生的最大电

场强度为1333V/m，产生的最大磁场强度为4.28A/m。

图3频率27.5GHz距离天线口25cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

图4频率27.5GHz距离天线口25cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

图5频率27.5GHz距离天线口20cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

图6频率27.5GHz距离天线口20cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

频率37GHz仿真测试结果如图7，图8，图9，图10所示，

从图中可以看出测试系统功放发射功率为47dBm时在距离天

线口20cm处产生的最大电场强度3124V/m，产生的最大磁场

强度为9.02A/m；在距离天线口25cm处产生的最大电场强度

为2772V/m，产生的最大磁场强度为7.87A/m。

图7频率37GHz距离天线口25cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

图8频率37GHz距离天线口25cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

图9频率37GHz距离天线口20cm处的电场强度值(左)和电场方向值(右)

图10频率37GHz距离天线口20cm处的磁场强度值(左)和磁场方向值(右)

表1系统电磁场场强值(注入47dBm，中国5G典型频率1:27.5GHz

电场强度磁场强度

距离发射天线输入

天线口位置最大值中间值平均值功率W

最大值V/m

V/mV/mA/m

30cm12696004.662.531.6

25cm13337004.282.2931.6

20cm2053.811076.23.2431.6

表2系统电磁场场强值(注入47dBm，中国5G典型频率1:37GHz

电场强度磁场强度

距离发射天线输入功

天线口位置最大值中间值平均值率W

最大值V/m

V/mV/mA/m

30cm16328744.92.6331.6

25cm312416719.024.8331.6

20cm277214837.874.2031.6

5.6技术经济论证和预期的经济效果

（1）向覆铜板/介质基板材料生产商企业以及终端应用

企业进行测试评价技术推广与应用验证示范。

（2）在产业链内形成共识，为材料出厂测试-过程验证

-改善验证-终端应用的良性循环提支撑和依据。

（3）立足于我们的第三方实验室，可以率先在行业客

户中推广应用。

（4）结合标准组的材料生产以及用户等形成产业链的

应用。

6.知识产权情况说明

不涉及国内外专利及知识产权问题。

7.采用国际标准和国外先进标准情况

无。

8.与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性