防止假信号的级联S参数插补程序

对 S参数集中的所有脉冲响应，零相位时间参考位置位于时间记录的开始处。如果数据是完全理想的，那么零填充将增加到记录的右侧。这会使所有数据相对于记录开 始处的零相位时间位置保持一致。但是，泄漏到相邻频率点及IFFT计算的循环特点，有时可能会导致响应从记录开始处反转反转到记录的末尾。这也可以表达 为，末尾的反转反转是由S参数的限带特点引起的，并受到采样偏置的影响。

例如，看一下图8所示的s11数据集的脉冲响应。最后的小振铃从左端反转反转到右端。在普通零衬垫中，零被填到数据记录右端，会产生有误差的S参数结果。这是因为记录最后反转反转的部分将在零填充后发生在记录内部的位置。

图8. 这是零填充前s11的时域响应。早期振铃被反转到末尾。

这种反转问题一般不会出现在一个数据集内部所有S参数矢量上。例如，传输系数(如典型的S21)可能会有足够的延迟，以便响应不会接近记录末端。本 例中观察不到任何反转反转效应。但是，S11反射系数的S参数矢量更可能有一个接近开始处的脉冲，这个地方可能会发生反转。我们将使用下面的算法，解决这 个反转反转问题。

零应填充在正确的位置，以把反转反转的振铃保持在脉冲响应最后。

选项1：从脉冲响应右端开始，检查是否有反转。如果没有反转，那么可以在脉冲响应最后点之后从右面填充。如果有反转，那么可以向回搜索，找到反转的信号的稳定位置，可以在稳定的位置填充零，如图9所示。

选 项2：一直选择一定比例的脉冲响应，填充零。例如，从末尾在时间间隔5%的位置填充零。这种选项要求已经以足够的频率间隔测量所有原始S参数数据，以便以 稳定的记录百分比为所有参数提供时间间隔，在这里将插入零填充。这也意味着在零填充点之外已经包括足够的时间，以便在这个点以后，所有反转的数据将从左到 右稳定。图8和图9显示了执行零填充前和执行零填充后的结果。

图9. 这是再采样的s11的脉冲响应。右端保留了早期振铃。

再采样的S参数与原始S参数匹配得非常好，如图10中的频域图所示。

图10. 再采样前和再采样后s11放大的幅度响应。

四、最终结果

我 们把上面介绍的插补和再采样算法应用到图5所示的3个S参数集中。现在组合S参数覆盖的总时间超过100 ns。我们对S参数再采样，间隔小于10MHz，直到25 GHz。图11显示了得到的时域图。t21和t11脉冲不再有假信号。现在t21脉冲位于正确的延迟位置，即23.9 ns。同样，t11反射位于正确的位置，即47.8 ns。较好的再采样选择一般是以更小的频率间隔重新测量数据。这是因为插补复杂的S参数数据有许多相关困难。但是，在重新测量数据不实用或不可行时，可以 使用本文中介绍的算法。

五、总结

我们介绍了防止级联的S参数出现相位假信号的具体算法。我们演示了每一个S参数模块可能足以覆盖时间间隔结果的特点。但是，多个S参数集级联起来时，可能会不能覆盖足够的时间间隔，来表示组合的级联结 果。这会导致最后的S参数集出现相位假信号。我们演示了在S参数级联过程中防止假信号的方法，另外还提供了一个级联反嵌和嵌入实例。

图11. 3条级联电缆的t11和t22时域图，没有假信号。幅度对时间(ns)。