37-EFT.WP.EDX.HighSpeed v1.0 | 第9章 高频计量链（M10 HF ）

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第9章 高频计量链（M10 HF ）

I. 章节目标与结构

1. 目标：固化高速场景下从采集/仿真到 Z_eft(omega)、T_arr、T_group、E_phase/GDR 的对齐与计量链，包含端口一致化、去嵌与归一、时间基改正、路径改正与相干窗评估，以及不确定度预算与发布 QA。
2. 结构：变量与域 → 计量链流程 → 不确定度预算 → 记录与 QA → 可证伪准则 → 合规模板 → 跨章闭环。
3. 共享到达时两口径（等价，须显式 gamma(ell) 与 d ell，并记录 delta_form）：
   • 常量外提：T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )
   • 一般口径：T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )

II. 变量与域（Symbols & Domain）

• 频域自变量：omega；相位单位 rad。
• 端口与映射：S(omega)、Z_eft(omega)、Znorm(omega)、Z_c(omega)。
• 同步与路径：Δt_sync、gamma(ell)、d ell、binding_ref、w_{p,m}(omega)。
• KPI：T_group(omega)=d/domega(arg Z_eft)、E_phase、GDR、ΔW。
• 辐射门（如启用）：ΔZ_rad(omega) 且 Re{ΔZ_rad} ≥ 0。
• 硬门：check_dim=pass、passivity(Re{Z_eft}≥0)、KK_consistency=pass、两口径 T_arr 一致。

III. 计量链流程（执行口径）

• 端口一致化（Port Harmonization）
  对齐端口命名与方向；统一参考阻抗/混合模基 T_mm（若用）。输出 ports_aligned。
• 去嵌与归一（De-embed & Renorm）
  S_aligned = deembed(S_raw, fixture)；S_renorm = renorm(S_aligned, Znorm(omega))。记录 fixture/baseline_id/Znorm 版本与文件哈希。
• S→Z 映射（见第8章）
  Z_eft = Z0^{1/2}(I+S)(I−S)^{-1}Z0^{1/2}；混合模先转 S_mm 再映射。立即执行 passivity 与 KK_consistency。
• 时间基改正（Sync Correction）
  arg Z_corr(omega) = arg Z_raw(omega) − ( omega · Δt_sync )；Δt_sync 来自公共时钟/触发测量。
• 路径改正（Path Correction）
  依据 binding_ref 将布局映射为 {γ_p}；写入 arrival{form,gamma,measure,c_ref,Tarr,u_Tarr,delta_form}；两口径 T_arr 一致性检查通过后进入 KPI。
• 相干窗评估（见第7章）
  选取 Ω=[ω1,ω2] 使 E_phase(Ω)、GDR(Ω) 达标；必要时分段多窗口。
• KPI 计算与一致性
  T_group = d/domega(arg Z_eft)；验证 T_group ≈ L·dβ/dω（若 β 可得）；统计 ΔW。
• 辐射通道（若启用）
  估计 ΔZ_rad = Z_eft − (Z_ref+ΔZ_T)；验证 Re{ΔZ_rad} ≥ 0 与封堵前后单调性；再次通过 passivity/KK。
• QA 汇总与出具数据卡
  输出 dataset_card/pipeline_card/env_lock/qa_gates，连同 arrival、Z_eft、T_group、E_phase/GDR、（可选）β 与 Z_c(ω)。

IV. 不确定度预算（最小合成）

• 到达时
• u^2(T_arr) ≈ Σ_i ( (Δell_i/c_ref)^2 · u^2(n_eff(i)) + ( n_eff(i)/c_ref )^2 · u^2(Δell_i) ) + u^2(Δt_sync)
• 相位与群时延
• u^2(arg Z) ≈ u^2(arg Z)_inst + (omega^2 · u^2(Δt_sync)) + u^2(KK_fit)
• u^2(T_group) ≈ Var_numdiff(arg Z, ω) + map(β)误差项（若用）
• 映射与归一
  u(Z_eft) 来自 u(S) 的线性传播与 Znorm 不确定度；近奇异处加入正则项误差。
• 记录要求：在数据卡中列出 u(T_arr)、u(arg Z)、u(T_group)、u(n_eff) 的来源与数值；门限不满足不得发布。

V. 记录与 QA（与数据卡/管线卡对齐）

• 必填字段：
  S(omega)、Znorm(omega)、deemb{method,version,artifact,baseline_id}、sync{dt_sync_s}、binding_ref、
  arrival{form,gamma,measure,c_ref,Tarr,u_Tarr,delta_form}、Z_eft{real,imag}、argZ、T_group_s[]、E_phase、GDR、（可选）beta_per_m[]/Zc_ohm[]、（如启用）ΔZ_rad 与 Re_Zrad_min、qa_gates{check_dim,passivity,KK}。
• 硬门：Re{Z_eft}≥0、KK_consistency=pass、两口径 T_arr 一致、（启用辐射时）Re{ΔZ_rad}≥0。

VI. 可证伪准则（M10-HF 对应）

• J-HF-M10-1（去嵌/归一）：不同 baseline_id/Znorm 重跑若 KPI 明显漂移且不在不确定度内，否决当前去嵌或归一配置。
• J-HF-M10-2（同步）：改正前后 arg Z 与 T_group 未呈线性时间平移关系，则否决 Δt_sync 估计或采集时序。
• J-HF-M10-3（路径/到达时）：两口径 T_arr 差超 u(T_arr)，否决路径记录或单位口径。
• J-HF-M10-4（KPI 一致性）：E_phase/GDR 与 T_group ≈ L·dβ/dω 同时失败，否决相干窗或 β 提取。
• J-HF-M10-5（辐射门）：Re{ΔZ_rad}<0 或封堵后不降，否决辐射映射或几何记录。

VII. 合规模板（可直接粘贴）

• 计量链卡（YAML）
• metrology_hf:
• fixture: {method:"TRL", version:"1.2", artifact:"/artifacts/deemb.json", baseline_id:"BLSN-EDX-001"}
• Znorm_ohm: [50.0, 50.0] # or per-port vs ω
• sync: {ref:"10MHz", scheme:"shared_ref+trigger", dt_sync_s: 2.0e-12}
• binding_ref: "LAY2PATH-HF-0001"
• arrival:
• form: "n_over_c" # or "one_over_c_times_n"
• gamma: "explicit"
• measure: "d_ell"
• c_ref: 299792458.0
• Tarr_s: 1.234e-09
• u_Tarr_s: 6.0e-12
• delta_form: "n_over_c"
• sparams: "/artifacts/S.s2p"
• mapping:
• Z_eft: {real:[...], imag:[...]}
• argZ: [...]
• Zc_ohm: [...]
• kpis:
• E_phase_rad: 0.043
• GDR_s: 1.8e-10
• T_group_s: [ ... ]
• ΔW: 0.17
• radiation:
• enabled: true
• deltaZ_rad: {Re_ohm:[...], Im_ohm:[...]}
• Re_Zrad_min: 0.0
• qa_gates: {check_dim:"pass", passivity:"pass", KK:"pass"}
• 计算片段（伪代码）
• # 去嵌与归一
• S_ren = renorm(deembed(S_raw, fixture), Znorm(ω))
• # S→Z
• Z = map_S_to_Z(S_ren, Znorm(ω))
• # 相位改正与 KPI
• phi = unwrap(arg(Z) - ω*Δt_sync)
• T_group = grad(phi, ω)
• E_phase = max_abs(phi - (ω*Tarr + phi0_opt))
• GDR = max_abs(T_group - median(T_group))
• # 两口径 T_arr
• assert abs(Tarr_n_over_c - Tarr_one_over_c_times_n) <= u_Tarr
• # QA
• assert min(Re(Z)) >= 0.0 and KK_consistency(Z)
• if radiation_enabled:
• assert min(Re(ΔZ_rad)) >= 0.0

VIII. 跨章引用与闭环

• 依赖：第2章（术语与符号）、第4章（最小方程与色散）、第5章（辐射修正）、第6章（模态与基元）、第7章（相干窗 KPI）、第8章（S↔Z 映射）。
• 对接：第12章（布局与工艺规则，以 KPI 为验收）、第14章（仿真栈与算例，计量回归）、第16章（设计规程与工程清单，纳入发布门）。