防止假信號的級聯S參數插補程序

對 S參數集中的所有脈沖響應，零相位時間參考位置位于時間記錄的開始處。如果數據是完全理想的，那么零填充將增加到記錄的右側。這會使所有數據相對于記錄開 始處的零相位時間位置保持一致。但是，泄漏到相鄰頻率點及IFFT計算的循環特點，有時可能會導致響應從記錄開始處反轉反轉到記錄的末尾。這也可以表達 為，末尾的反轉反轉是由S參數的限帶特點引起的，并受到采樣偏置的影響。

例如，看一下圖8所示的s11數據集的脈沖響應。最后的小振鈴從左端反轉反轉到右端。在普通零襯墊中，零被填到數據記錄右端，會產生有誤差的S參數結果。這是因為記錄最后反轉反轉的部分將在零填充后發生在記錄內部的位置。

圖8. 這是零填充前s11的時域響應。早期振鈴被反轉到末尾。

這種反轉問題一般不會出現在一個數據集內部所有S參數矢量上。例如，傳輸系數(如典型的S21)可能會有足夠的延遲，以便響應不會接近記錄末端。本 例中觀察不到任何反轉反轉效應。但是，S11反射系數的S參數矢量更可能有一個接近開始處的脈沖，這個地方可能會發生反轉。我們將使用下面的算法，解決這 個反轉反轉問題。

零應填充在正確的位置，以把反轉反轉的振鈴保持在脈沖響應最后。

選項1：從脈沖響應右端開始，檢查是否有反轉。如果沒有反轉，那么可以在脈沖響應最后點之后從右面填充。如果有反轉，那么可以向回搜索，找到反轉的信號的穩定位置，可以在穩定的位置填充零，如圖9所示。

選 項2：一直選擇一定比例的脈沖響應，填充零。例如，從末尾在時間間隔5%的位置填充零。這種選項要求已經以足夠的頻率間隔測量所有原始S參數數據，以便以 穩定的記錄百分比為所有參數提供時間間隔，在這里將插入零填充。這也意味著在零填充點之外已經包括足夠的時間，以便在這個點以后，所有反轉的數據將從左到 右穩定。圖8和圖9顯示了執行零填充前和執行零填充后的結果。

圖9. 這是再采樣的s11的脈沖響應。右端保留了早期振鈴。

再采樣的S參數與原始S參數匹配得非常好，如圖10中的頻域圖所示。

圖10. 再采樣前和再采樣后s11放大的幅度響應。

四、最終結果

我 們把上面介紹的插補和再采樣算法應用到圖5所示的3個S參數集中。現在組合S參數覆蓋的總時間超過100 ns。我們對S參數再采樣，間隔小于10MHz，直到25 GHz。圖11顯示了得到的時域圖。t21和t11脈沖不再有假信號。現在t21脈沖位于正確的延遲位置，即23.9 ns。同樣，t11反射位于正確的位置，即47.8 ns。較好的再采樣選擇一般是以更小的頻率間隔重新測量數據。這是因為插補復雜的S參數數據有許多相關困難。但是，在重新測量數據不實用或不可行時，可以 使用本文中介紹的算法。

五、總結

我們介紹了防止級聯的S參數出現相位假信號的具體算法。我們演示了每一個S參數模塊可能足以覆蓋時間間隔結果的特點。但是，多個S參數集級聯起來時，可能會不能覆蓋足夠的時間間隔，來表示組合的級聯結 果。這會導致最后的S參數集出現相位假信號。我們演示了在S參數級聯過程中防止假信號的方法，另外還提供了一個級聯反嵌和嵌入實例。

圖11. 3條級聯電纜的t11和t22時域圖，沒有假信號。幅度對時間(ns)。