经典译丛·微波与射频技术 非线性射频和微波器件表征、建模和设计:X参数理论基础
作者: (美)鲁特 等著
出版时间:2016年版
内容简介
本书由浅入深、系统地介绍了非线性静态与动态X参数的概念和原理以及它们的测量、建模和设计应用实例。全书共6章。第1章对线性S参数理论做了简明回顾;第2、3、4章系统介绍在大信号单音激励下,静态非线性X参数的基本理论、数学形式及参数的物理意义,测量与仿真平台,以及模型参数提取方法和应用实例;第5章介绍在大信号双音和多音激励下,静态非线性X参数的基本理论、数学形式及参数的物理意义;第6章介绍如何将静态非线性X参数扩展到动态非线性X参数理论,及其实验方案、模型记忆、辨识实例和有效性检验手段。
目录
目 录第1章 S参数的简要回顾11.1 引言11.2 参数11.3 波变量21.4 S参数的测量61.5 S参数是一种频谱映射71.6 叠加81.7 S参数所描述元件的时不变性91.8 级联性101.9 直流工作点121.10 非线性器件的S参数121.11 S参数的附带优势151.11.1 S参数适合高频上的分布参数元件151.11.2 在高频上S参数易于测量151.11.3 二端口S参数的解释151.11.4 用S参数进行分层行为设计161.12 S参数的局限性161.13 总结17习题17参考文献18补充阅读材料18第2章 X参数的基本概念192.1 概述192.2 非线性行为和非线性频谱映射192.3 多谐波频谱映射212.4 负载和源失配效应232.5 级联DUT242.6 实例:两个带有独立偏置的RF功率放大器的级联262.7 与谐波平衡的关系282.8 交叉频率相位282.8.1 同量信号282.8.2 交叉频率相位的定义292.9 多谐波多端口激励的基本X参数322.9.1 Fp,k(?)函数的时不变性及相关特性332.9.2 X参数的定义和行为模型342.9.3 实例:X参数集352.10 基本X参数的物理含义362.10.1 参考激励和响应362.10.2 物理含义372.11 使用X参数行为模型372.11.1 实例:源和负载失配的放大器382.12 总结41习题41参考文献42补充阅读材料42第3章 频谱线性化近似433.1 微弱失配时基本X参数的简化433.1.1 非解析映射(Non-analytic Maps)443.1.2 大信号工作点(Large-signal Operating Point)463.2 加入小信号激励(非线性频谱映射线性化)483.2.1 小信号交互:射频项493.2.2 小信号交互:直流项503.3 小信号交互项的物理含义523.4 讨论:X参数和频谱的雅可比(Jacobian)行列式573.5 X参数是S参数的超集573.6 两级放大器设计623.7 大信号激励下的放大器匹配653.7.1 输出匹配及hot-S22653.7.2 输入匹配743.8 实例:一个GSM放大器763.9 总结79习题80参考文献82补充阅读材料82第4章 X参数的测量834.1 硬件测量平台834.1.1 硬件测量要求834.1.2 基于混频器的测量系统834.1.3 基于采样器的测量系统864.1.4 激励信号要求874.2 校准884.2.1 标量损耗修正884.2.2 S参数校准894.2.3 NVNA校准904.3 相位参考914.3.1 相位参考信号924.3.2 测量注意事项934.3.3 实际相位参考信号944.4 测量技术954.4.1 大信号响应测量954.4.2 小信号响应测量964.4.3 实际测量考量984.4.4 基于仿真的X参数提取1004.5 X参数文件1004.5.1 结构1004.5.2 命名规则1014.5.3 文件实例1024.6 总结104参考文献104补充阅读材料104第5章 多音及多端口X参数1055.1 引言1055.2 同量信号——大信号A1,1和A2,1:负载相关X参数1065.2.1 时不变、相位归一化及同量双音大信号工作点1075.2.2 频谱线性化1085.3 利用负载调谐器建立大信号工作点:无源负载牵引1095.4 同量信号的其他考虑事项1115.4.1 在受控负载下提取X参数函数1115.4.2 谐波叠加原理1115.4.3 无源负载牵引下负载相关X参数的局限性1115.4.4 三射频自变量空间定义的参考大信号工作点采样1125.4.5 负载相关X参数硬件测量平台1125.4.6 校准修正不可控谐波阻抗 1135.5 GaAs工艺FET晶体管在任意阻抗下的负载相关X参数1135.5.1 GaN工艺HEMT的负载相关X参数模型:估计单独调谐谐波阻抗的影响1155.6 设计实例:Doherty功率放大器的设计与有效性检验1215.6.1 Doherty功率放大器1215.6.2 晶体管的X参数表征1225.6.3 X参数模型的有效性检验1235.6.4 利用X参数设计Doherty功率放大器1265.6.5 设计结果1285.7 非同量信号1295.7.1 非同量双音(two-tone)X参数的符号1295.7.2 非同量双音X参数的时不变性1305.7.3 参考大信号工作点1325.7.4 频谱线性化1325.7.5 讨论1345.7.6 负频率互调成分1345.7.7 混频器的X参数模型1355.8 总结137习题138参考文献138补充阅读材料139第6章 记忆效应和动态X参数1406.1 引言1406.2 已调信号:包络域1406.3 在包络域中的准静态X参数的估计 1416.3.1 从静态单音X参数模型描述准静态双音(two-tone)互调失真1426.3.2 利用准静态法估计ACPR1476.3.3 静态法的一些局限性1496.3.4 数字调制中准静态X参数的优点1496.4 记忆效应的表现1506.5 记忆效应的起因1516.5.1 自热1516.5.2 偏置调制1526.6 记忆效应的重要性1556.6.1 调制引入的基带记忆和载波记忆1556.6.2 动态X参数1566.6.3 记忆核辨识:概念的起因1596.6.4 记忆核的阶跃响应1606.6.5 应用于真实放大器1616.6.6 记忆模型的有效性检验1636.6.7 动态X参数的解释1676.6.8 宽带X参数(XWB)168参考文献173补充阅读材料174附录A 符号和通用定义175A.1 集合175A.2 矢量和矩阵175A.3 信号表示176A.3.1 时域信号(实信号)176A.3.2 复表示(复包络信号)176A.4 傅里叶分析177A.5 波定义178A.5.1 广义功率波178A.5.2 电压波180A.6 线性网络矩阵描述180A.6.1 S参数181A.6.2 Z参数181A.6.3 Y参数181附录B X参数和Volterra理论182B.1 引言 182B.2 数学符号与问题定义182B.3 Volterra理论的应用183B.4 麦克劳林级数的推导184B.5 直流输出的麦克劳林级数185B.6 结论186附录C 并行Hammerstein 模型的对称性187附录D 宽带记忆近似189附录E 习题解答191