無線通信、雷達等領域中，射頻組件與傳輸系統(tǒng)的性能至關重要，其內部微小損傷易導致信號問題甚至系統(tǒng)失效。傳統(tǒng)測試無法精確定位故障點，排查困難。

DTF測量，矢網賦予的“透視眼”！它能穿透“黑箱”，精確定位線纜、天線、波導內部缺陷。上期詳解了其頻域到時域的定位原理。

本期聚焦DTF實戰(zhàn)：關鍵參數設置、精準校準、時域門控技巧；對比TDR，揭示其在損耗補償、分辨率和探測微弱反射上的顯著優(yōu)勢；結合同軸電纜、天線、波導實例，展示DTF如何在全鏈路大幅縮短排障時間、提升質量、降低成本。

掌握DTF，讓隱患無處遁形，提升系統(tǒng)可靠性！立即閱讀，解鎖射頻工程師必備利器。

德思特便攜式矢量網絡分析儀

01 使用德思特矢網進行DTF測量的具體步驟

設備準備

● 德思特矢量網絡分析儀

（如BNA1000 2P20G0系列）

● 高質量校準件（SOLT套件）

● 適配被測件的測試端口電纜

（DUT - 線纜、天線、波導）

● 被測件（DUT）

測試步驟

連接與預熱

● 將測試端口電纜連接到矢網的 Port 1 (反射測量端口)

● 開啟矢網，預熱至穩(wěn)定狀態(tài)。

關鍵參數設置

需要注意不同的參數設置會對校準產生影響，所以通常需要先設置我們想要的參數后，再來進行校準。以下是一些關鍵參數：

掃頻帶寬 (Bandwidth)：

直接決定距離分辨率。帶寬越寬（頻率跨度越大），故障點距離分辨率越?。ň嚯x分辨率 ≈ 光速 / (2 * 帶寬)）。高分辨率能區(qū)分靠得很近的反射點（例如天線陣列中相鄰的振子故障）。窄帶寬則分辨率低，可能無法分辨相鄰故障。

測試點數（piont）：

點數直接決定最大無模糊距離（點數越多，可測距離越遠），并顯著影響距離域曲線的平滑度與細節(jié)呈現(xiàn)（高點數使曲線更平滑，避免"臺階"假象，尤其在分辨率極限附近）。但增加點數會成比例降低測量速度（因需采集更多頻點）。設置需在"測得更遠/看得更清"與"測得更快"之間平衡，首要確保最大距離覆蓋被測件全長。

凱撒窗β值：

IFFT變換會產生旁瓣（虛假信號），窗函數用于抑制旁瓣，提高測量可靠性。凱撒窗是一種窗函數，用于在頻域到時域的轉換過程中減少頻譜泄漏(Spectral Leakage)。DTF測試通常涉及對S11反射數據進行快速傅里葉逆變換(IFFT)，而凱撒窗可以通過調整其參數(如β值)來控制旁抑制和主瓣寬度，從而優(yōu)化時域分辨率。凱撒窗的β值越大，旁瓣抑制越好，但主瓣會變寬，可能導致相鄰反射點的分辨能力下降。因此，在實際測試中需要根據具體需求調整函數參數。

設置舉例：

速度因子（Velocity Factor）：

速度因子（VF）直接決定距離定位的絕對精度，其值等于電磁波在傳輸介質中的實際傳播速度與真空中光速之比（VF = v/c）。VF設置錯誤會導致計算出的故障點距離嚴重偏離實際位置（如VF=0.66的實心電纜錯設成1.0時，測距結果將虛大52%）。同時，VF與掃頻帶寬（BW）共同決定理論距離分辨率（分辨率∝ VF/BW）。

工程師必須依據被測介質特性（如泡沫電纜VF≈0.88、波導VF≈1.0）準確輸入VF值，這是確保故障點物理位置精準無誤的基石。當面臨多種不同類型的介質（例如：RF電纜、RF適配器和天線），由于這些介質之間轉換的速度因子不匹配，可能會出現(xiàn)問題。因為信號到達每個介質邊界的時間不同。而阻抗/VF不匹配會產生反射，影響射頻相位對準。如果VF設置不正確，會發(fā)生校準錯誤。計算多種不同類型介質的被測件的VF，需要一個單一的速度因子（VF）來近似整個系統(tǒng)，使用以下公式。

比如下表中被測物有三個不同的介質，類型和長度如下，算出總的時延，最后再依據總的時延和總的長度計算出等效的VF為0.674：

在Stimulus設置了測試頻率，測試點數，和中頻帶寬后，點擊Analysis，打開Time domain功能設置距離域的測量距離以及凱撒窗β值和速度因子VF。

校準

校準至關重要。必須進行精確的矢網端口校準（如SOLT校準），以消除測試系統(tǒng)本身的誤差。在設置好了前面的參數后點擊Calibration進行校準。同時，必須正確設置參考面，將其物理上和電氣上定義在DUT的起始點（如線纜連接器端面、天線端口、波導法蘭面），這是保證距離定位絕對準確的基礎。

德思特矢量網絡分析儀提供Port extension（端口擴展）功能，能在校準到DUT的起點。比如被測件是波導，但波導和同軸線纜間還有同軸轉換器，校準完成后，使用端口擴展功能將參考平面移動至同軸轉換器。這樣無需物理移動參考平面，就可精確測量電纜末端的開路或其他端接。

校準完畢后，開始正式測試，選擇S11 Logmag/SWR模式。打開Time Domain。此時轉換到距離域，可觀察到斷點距離（故障點距離）。以0.8m的測試線纜為例，下圖marker1，2，3分別代表，marker1是線纜末端位置，Marker2是二次回波，marker3是三次回波。從0~0.8m的范圍內，只有線纜末端口出現(xiàn)反射，證明此線纜中間沒有任何故障點：

02 TDR:另一種時域反射測量方法

TDR介紹

在討論DTF時，不可避免地會提到另一種常見的時域反射技術：TDR（Time Domain Reflectometry）。

TDR原理：

TDR采用直接時域的方法。它向被測傳輸線發(fā)送一個高速階躍脈沖或極窄脈沖信號。當這個脈沖在傳輸線中傳播遇到阻抗不連續(xù)點時，一部分能量會反射回來。TDR儀器（通常是專用設備或示波器+采樣模塊）直接捕獲并顯示發(fā)送的入射脈沖和返回的反射脈沖。通過測量入射脈沖和反射脈沖之間的時間差（Δt），并乘以信號在介質中的傳播速度（v），再除以2（往返路徑），即可計算出故障點的距離（d = v * Δt / 2）。反射脈沖的極性（正/負）可以判斷阻抗是變大（如開路）還是變?。ㄈ缍搪罚?，幅度則反映失配程度。

DTF的核心優(yōu)勢與適用場景

精準的距離定位：

DTF專門針對反射信號的距離計算設計，通過頻域S11參數轉換到時域，結合波導/天線中電磁波的傳播速度（需輸入速度因子），可直接顯示故障點的物理距離。例如，波導中的斷點或天線饋線連接不良的位置，DTF能快速標定其距離測試端口的實際位置。

損耗補償能力：

長距離波導或天線系統(tǒng)中，信號衰減較大。DTF內置損耗補償算法，可修正傳輸過程中的幅度衰減，確保遠距離斷點仍能被清晰識別（例如基站天線饋線的百米級檢測）。

操作便捷性：

僅需單端口校準（如端口1反射校準）并輸入傳播速度（如波導的截止頻率對應的群速度或經驗值），無需復雜的全端口校準，適合現(xiàn)場快速排查。

TDR的局限性

側重阻抗分析，而非距離定位：

TDR的核心功能是分析阻抗不連續(xù)性（如波導內壁氧化導致的阻抗突變），雖然能顯示反射點的位置，但其距離精度依賴時域分辨率，且需手動換算為物理距離（需用戶計算傳播速度），不如DTF直接顯示結果直觀。

動態(tài)范圍需求不同：

TDR的動態(tài)范圍（如135 dB）更適用于精細阻抗測量（如PCB微帶線），而波導/天線斷點通常反射幅度較大（如開路或短路），DTF的動態(tài)范圍已足夠覆蓋此類場景。

03 總結

DTF通過精密的頻域測量（S11）和強大的數學變換（IFFT），將傳輸線內部的阻抗不連續(xù)性以直觀的距離-反射幅度圖譜呈現(xiàn)出來。

相較于直接時域測量的TDR，DTF憑借其源自VNA平臺的超高動態(tài)范圍、卓越的距離分辨率、靈活的配置選項以及高精度的頻域校準基礎，成為現(xiàn)代射頻工程師進行線纜、天線、波導等傳輸系統(tǒng)內部故障精確定位和診斷的首選和更強大的工具。

它尤其擅長于探測微弱反射、要求高分辨率定位以及需要結合頻域參數進行綜合分析的應用場景。

審核編輯 黃宇