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BS EN 60153——空心金属波导标准系列（总要求与矩形波导）
Hollow metallic waveguides — General requirements, measuring methods and relevant specifications for ordinary rectangular waveguides
📡 BS EN 60153 是英国标准协会（BSI）采用并等同实施欧洲标准 EN 60153（源自 IEC 60153）的空心金属波导（hollow metallic waveguides）标准系列。波导是微波与毫米波系统中广泛使用的高频传输线，具有损耗低、功率容量大、屏蔽性能好等优点。本系列统一规定了空心金属波导的通用要求、测量方法以及普通矩形波导的具体规范，是射频与微波通信、雷达、卫星地球站及测试测量等领域的重要基础标准。英国参与制定由技术委员会 EPL/46（电缆、电线、波导、射频连接器及通信信令附件）负责，ICS 分类号为 33.120.10。
💡 本系列以”总要求＋分部规范”的方式组织：第 1 部分规定适用于所有类型波导的通用要求与测量方法，第 2 部分及以后各分部针对具体波导型式给出详细规范，从而兼顾通用性与针对性。
一、系列概述与适用范围 📌
本批次英国标准覆盖以下两个分部：
- BS EN 60153-1:2016（总要求与测量方法）——等同采用 IEC 60153-1:2016，规定空心金属波导的一般要求、术语、电气与机械特性要求以及测量方法，是全部波导产品共用的通用规范。该版本取代了 HD 123.1 S1:1977。
- BS EN 60153-2:2016（普通矩形波导的相关规范）——等同采用 IEC 60153-2:2016，针对普通矩形波导给出分频段的尺寸、公差、材料与性能要求及相应的测量规定。该版本取代了 HD 123.2 S1:1977。
两份文件均于 2016 年 9 月发布，由 IEC SC 46F（射频与微波无源器件）负责制定，并纳入 2017 年 2 月的 CENELEC 勘误（corrigendum），主要修正了欧洲版本中的取代关系信息。两份文件的国内实施日期（dop）为 2017-03-22，与现有国家标准冲突的撤销日期（dow）为 2019 年中。
⚠️ 空心金属波导的工作特性强烈依赖其内截面尺寸与制造公差。选型时必须同时核对标准规定的频段（或截止频率）、内截面公称尺寸、管壁材料及表面处理，任何一项不匹配都可能导致频带内指标恶化。
二、波导的原理与分类 🔬
空心金属波导是一种金属管状传输线，电磁波在管内以特定模式（主要为 TE 模式）传播。与同轴电缆相比，波导在较高频率（通常从几 GHz 到上百 GHz）下具有更低的插入损耗和更高的功率容量，因此广泛用于微波主干馈线、雷达收发前端、卫星通信射频链路以及精密测试系统。
- 矩形波导（rectangular waveguide）：最常见的型式，内截面为矩形，主模为 TE10，具有明确的截止频率与净工作频段；
- 圆形波导（circular waveguide）：内截面为圆形，常用于旋转变换与高次模应用；
- 脊波导（ridged waveguide）：在矩形波导内加入脊凸，可扩展带宽，用于宽带器件。
BS EN 60153-2 针对的是”普通矩形波导”，即常规的、非脊形式的矩形截面波导，按频段（如 C、X、Ku、Ka 等波段）给出对应的标准尺寸序列。
三、通用要求与测量方法（第 1 部分）📐
BS EN 60153-1 规定的内容包括：
- 术语与定义：统一波导、模式、截止频率、频段等术语的工程含义；
- 一般要求：材料、制造工艺、内表面质量、镀层与表面处理要求；
- 电气特性要求：插入损耗、驻波比（VSWR）、带宽、功率容量等指标的定义与判定；
- 测量方法：规定尺寸测量、阻抗特性测量、损耗测量、频率特性测量等标准试验程序，保证不同实验室结果的可比性。
💡 测量方法的一致性是本系列的重要价值：只有按统一方法测量，不同厂家波导的标称指标（如 VSWR、插入损耗）才具有可比性，才能支撑系统级的仿真与集成。
四、普通矩形波导规范（第 2 部分）📏
BS EN 60153-2 针对普通矩形波导给出了系统化的技术规定：
| 技术要素 | 规定内容 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 内截面尺寸 | 按频段规定宽边 a、窄边 b 的公称尺寸与公差 | 决定截止频率与工作频段 |
| 频段对应 | 各标准尺寸对应特定波导频段（R 系列命名） | C/X/Ku/Ka 等微波系统 |
| 材料与表面 | 铜、黄铜、铝等管材及内壁镀层要求 | 降低损耗、提高可靠性 |
| 电气性能 | 损耗、驻波、功率容量等指标 | 馈线、测试系统集成 |
矩形波导的宽边与窄边之比通常约为 2:1，标准尺寸跨越多倍频程覆盖从约 2.6 GHz 到 325 GHz 的频段。选用时应依据系统工作频段确定波导规格（如 WR-90/R100 对应 X 波段），并核对环境温度、机械强度与密封等附加要求。
🚨 矩形波导安装时必须防止”失配”与”弯折”操作不当：超过标准规定的弯曲半径或过度扭拧会造成内截面变形，显著抬高驻波并引入额外损耗，严重时导致局部反射甚至击穿。
五、测量与验收实践 🛠️
- 🔍 尺寸验收：采用三坐标测量或专用塞规核对内截面尺寸与公差，方向性（宽边/窄边）必须与系统匹配。
- 🔧 电气测试：使用矢量网络分析仪（VNA）测量 VSWR 与插入损耗，测试频率应覆盖波导标称工作频段。
- 📊 表面处理：检查内壁镀层（如镀银、镀金或镀铬）的均匀性与附着力，避免氧化或剥落影响导电性能。
- 📋 配套附件：波导法兰（如矩形波导法兰）、密封垫与紧固件应与其他标准（如波导法兰标准）配合选用，保证连接密封与电气连续。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：BS EN 60153 与同轴电缆标准的关系是什么？
答：两者都属于射频传输线标准体系，但适用频率与形式不同。波导适合高频大功率场合；同轴电缆适合低频、柔性布线场合。工程中常根据频率与功率选择，或通过波导—同轴转换器衔接。
答：两者都属于射频传输线标准体系，但适用频率与形式不同。波导适合高频大功率场合；同轴电缆适合低频、柔性布线场合。工程中常根据频率与功率选择，或通过波导—同轴转换器衔接。
❓ 问：如何确定所需的波导规格？
答：先确定系统工作频段，再按 BS EN 60153-2 中对应频段的矩形波导尺寸表选择波导规格，并核对截止频率、带宽、功率容量与法兰配套要求。
答：先确定系统工作频段，再按 BS EN 60153-2 中对应频段的矩形波导尺寸表选择波导规格，并核对截止频率、带宽、功率容量与法兰配套要求。
❓ 问：第 1 部分为什么重要？
答：第 1 部分规定通用要求与测量方法，是后续各分部（第 2 部分及以后）的基础。没有统一的测量方法，各厂家标称的 VSWR、损耗等指标无法互比。
答：第 1 部分规定通用要求与测量方法，是后续各分部（第 2 部分及以后）的基础。没有统一的测量方法，各厂家标称的 VSWR、损耗等指标无法互比。
🔍 问：波导内表面质量对性能影响大吗？
答：影响很大。内表面粗糙、氧化或镀层剥落会显著增加导体损耗并可能引起接触不可靠，进而恶化驻波比与插入损耗，因此标准对材料、镀层与表面处理有明确规定。
答：影响很大。内表面粗糙、氧化或镀层剥落会显著增加导体损耗并可能引起接触不可靠，进而恶化驻波比与插入损耗，因此标准对材料、镀层与表面处理有明确规定。
❓ 问：该版本相对旧版有什么变化？
答：BS EN 60153-1:2016 与 -2:2016 分别取代 HD 123.1 S1:1977 与 HD 123.2 S1:1977，内容与 IEC 60153-1:2016、IEC 60153-2:2016 等同，更新了尺寸系列、测量方法与引用的参考标准。
答：BS EN 60153-1:2016 与 -2:2016 分别取代 HD 123.1 S1:1977 与 HD 123.2 S1:1977，内容与 IEC 60153-1:2016、IEC 60153-2:2016 等同，更新了尺寸系列、测量方法与引用的参考标准。
