|
|
|
本書由淺入深、系統地介紹了非線性靜態與動態X參數的概念和原理以及它們的測量、建模和設計應用實例。
全書共6章。第1章對線性S參數理論做了簡明回顧；第2、3、4章系統介紹在大信號單音激勵下，靜態非線性X參數的基本理論、數學形式及參數的物理意義，測量與模擬平臺，以及模型參數提取方法和應用實例；第5章介紹在大信號雙音和多音激勵下，靜態非線性X參數的基本理論、數學形式及參數的物理意義；第6章介紹如何將靜態非線性X參數擴展到動態非線性X參數理論，及其實驗方案、模型記憶、辨識實例和有效性檢驗手段。
David E. Root，安捷倫科技有限公司研究員。他通過商業化運作，合作領導了Agilent（安捷倫科技有限公司）X參數的研究和開發。他是IEEE會士，並與他人合作編著了專著Nonlinear Transistor Model Parameter Extraction Techniques （2011）。
Jan Verspecht安捷倫科技公司主任研究工程師，IEEE會士，於2006年發明瞭X參數。
Jason Horn安捷倫科技有限公司資深設計工程師，致力於X參數測量的開發。
Mihal Marcu安捷倫科技有限公司高級顧問，致力於非線性建模X參數的開發與應用。
林茂六，哈爾濱工業大學電子與資訊工程學院二級教授，博士生導 師。中國電子學會高級會員，IEEE高級會員。中國電子學會電子測量與儀器分會理事，電子測量與儀器學報編委。研究方向為資訊測量理論，非均勻採樣信號理論及應用，視訊訊號處理和無線系統的非線性表徵、建模與設計。
苟元瀟，1988年出生，2015年獲得哈爾濱工業大學博士學位。研究 方向為NANV相關領域，包括寬頻諧波相位參考設計與定標、微波測量理論以及基於測量的非線性行為模型等。
盧鑫，1986年出生，2013年獲得英國華威大學博士學位，現聘任為哈爾濱工業大學講師，碩士研究生導師。研究方向為非線性測量理論、視頻編碼標準、資料壓縮以及圖像和視訊訊號處理等。
第1章 S參數的簡要回顧 1
1．1 引言 1
1．2 參數 1
1．3 波變數 2
1．4 S參數的測量 6
1．5 S參數是一種頻譜映射 7
1．6 疊加 8
1．7 S參數所描述元件的時不變性 9
1．8 級聯性 10
1．9 直流工作點 12
1．10 非線性器件的S參數 12
1．11 S參數的附帶優勢 15
1．11．1 S參數適合高頻上的分佈參數元件 15
1．11．2 在高頻上S參數易於測量 15
1．11．3 二埠S參數的解釋 15
1．11．4 用S參數進行分層行為設計 16
1．12 S參數的局限性 16
1．13 總結 17
習題 17
參考文獻 18
補充閱讀材料 18
第2章 X參數的基本概念 19
2．1 概述 19
2．2 非線性行為和非線性頻譜映射 19
2．3 多諧波頻譜映射 21
2．4 負載和源失配效應 23
2．5 級聯DUT 24
2．6 實例：兩個帶有獨立偏置的RF功率放大器的級聯 26
2．7 與諧波平衡的關係 28
2．8 交叉頻率相位 28
2．8．1 同量信號 28
2．8．2 交叉頻率相位的定義 29
2．9 多諧波多埠激勵的基本X參數 32
2．9．1 Fp，k(?)函數的時不變性及相關特性 33
2．9．2 X參數的定義和行為模型 34
2．9．3 實例：X參數集 35
2．10 基本X參數的物理含義 36
2．10．1 參考激勵和響應 36
2．10．2 物理含義 37
2．11 使用X參數行為模型 37
2．11．1 實例：源和負載失配的放大器 38
2．12 總結 41
習題 41
參考文獻 42
補充閱讀材料 42
第3章 頻譜線性化近似 43
3．1 微弱失配時基本X參數的簡化 43
3．1．1 非解析映射（Non-analytic Maps） 44
3．1．2 大信號工作點（Large-signal Operating Point） 46
3．2 加入小信號激勵（非線性頻譜映射線性化） 48
3．2．1 小信號交互：射頻項 49
3．2．2 小信號交互：直流項 50
3．3 小信號交互項的物理含義 52
3．4 討論：X參數和頻譜的雅可比（Jacobian）行列式 57
3．5 X參數是S參數的超集合 57
3．6 兩級放大器設計 62
3．7 大信號激勵下的放大器匹配 65
3．7．1 輸出匹配及hot-S22 65
3．7．2 輸入匹配 74
3．8 實例：一個GSM放大器 76
3．9 總結 79
習題 80
參考文獻 82
補充閱讀材料 82
第4章 X參數的測量 83
4．1 硬體測量平臺 83
4．1．1 硬體測量要求 83
4．1．2 基於混頻器的測量系統 83
4．1．3 基於採樣器的測量系統 86
4．1．4 激勵信號要求 87
4．2 校準 88
4．2．1 標量損耗修正 88
4．2．2 S參數校準 89
4．2．3 NVNA校準 90
4．3 相位參考 91
4．3．1 相位參考信號 92
4．3．2 測量注意事項 93
4．3．3 實際相位參考信號 94
4．4 測量技術 95
4．4．1 大信號回應測量 95
4．4．2 小信號回應測量 96
4．4．3 實際測量考量 98
4．4．4 基於模擬的X參數提取 100
4．5 X參數文件 100
4．5．1 結構 100
4．5．2 命名規則 101
4．5．3 檔實例 102
4．6 總結 104
參考文獻 104
補充閱讀材料 104
第5章 多音及多埠X參數 105
5．1 引言 105
5．2 同量信號――大信號A1，1和A2，1：負載相關X參數 106
5．2．1 時不變、相位歸一化及同量雙音大信號工作點 107
5．2．2 頻譜線性化 108
5．3 利用負載調諧器建立大信號工作點：無源負載牽引 109
5．4 同量信號的其他考慮事項 111
5．4．1 在受控負載下提取X參數函數 111
5．4．2 諧波疊加原理 111
5．4．3 無源負載牽引下負載相關X參數的局限性 111
5．4．4 三射頻引數空間定義的參考大信號工作點採樣 112
5．4．5 負載相關X參數硬體測量平臺 112
5．4．6 校準修正不可控諧波阻抗 113
5．5 GaAs工藝FET電晶體在任意阻抗下的負載相關X參數 113
5．5．1 GaN工藝HEMT的負載相關X參數模型：估計單獨調諧
諧波阻抗的影響 115
5．6 設計實例：Doherty功率放大器的設計與有效性檢驗 121
5．6．1 Doherty功率放大器 121
5．6．2 電晶體的X參數表徵 122
5．6．3 X參數模型的有效性檢驗 123
5．6．4 利用X參數設計Doherty功率放大器 126
5．6．5 設計結果 128
5．7 非同量信號 129
5．7．1 非同量雙音（two-tone）X參數的符號 129
5．7．2 非同量雙音X參數的時不變性 130
5．7．3 參考大信號工作點 132
5．7．4 頻譜線性化 132
5．7．5 討論 134
5．7．6 負頻率互調成分 134
5．7．7 混頻器的X參數模型 135
5．8 總結 137
習題 138
參考文獻 138
補充閱讀材料 139
第6章 記憶效應和動態X參數 140
6．1 引言 140
6．2 已調信號：包絡域 140
6．3 在包絡域中的准靜態X參數的估計 141
6．3．1 從靜態單音X參數模型描述准靜態雙音（two-tone）互調失真 142
6．3．2 利用准靜態法估計ACPR 147
6．3．3 靜態法的一些局限性 149
6．3．4 數位調製中准靜態X參數的優點 149
6．4 記憶效應的表現 150
6．5 記憶效應的起因 151
6．5．1 自熱 151
6．5．2 偏置調製 152
6．6 記憶效應的重要性 155
6．6．1 調製引入的基帶記憶和載波記憶 155
6．6．2 動態X參數 156
6．6．3 記憶核辨識：概念的起因 159
6．6．4 記憶核的階躍回應 160
6．6．5 應用於真實放大器 161
6．6．6 記憶模型的有效性檢驗 163
6．6．7 動態X參數的解釋 167
6．6．8 寬頻X參數（XWB） 168
參考文獻 173
補充閱讀材料 174
附錄A 符號和通用定義 175
A．1 集合 175
A．2 向量和矩陣 175
A．3 信號表示 176
A．3．1 時域信號（實信號） 176
A．3．2 複表示（複包絡信號） 176
A．4 傅裡葉分析 177
A．5 波定義 178
A．5．1 廣義功率波 178
A．5．2 電壓波 180
A．6 線性網路矩陣描述 180
A．6．1 S參數 181
A．6．2 Z參數 181
A．6．3 Y參數 181
附錄B X參數和Volterra理論 182
B．1 引言 182
B．2 數學符號與問題定義 182
B．3 Volterra理論的應用 183
B．4 麥克勞林級數的推導 184
B．5 直流輸出的麥克勞林級數 185
B．6 結論 186
附錄C 並行Hammerstein 模型的對稱性 187
附錄D 寬頻記憶近似 189
附錄E 習題解答 191
