非線性射頻和微波器件表征、建模和設計：X參數(shù)理論基礎

目 錄第1章 S參數(shù)的簡要回顧 11.1 引言 11.2 參數(shù) 11.3 波變量 21.4 S參數(shù)的測量 61.5 S參數(shù)是一種頻譜映射 71.6 疊加 81.7 S參數(shù)所描述元件的時不變性 91.8 級聯(lián)性 101.9 直流工作點 121.10 非線性器件的S參數(shù) 121.11 S參數(shù)的附帶優(yōu)勢 151.11.1 S參數(shù)適合高頻上的分布參數(shù)元件 151.11.2 在高頻上S參數(shù)易于測量 151.11.3 二端口S參數(shù)的解釋 151.11.4 用S參數(shù)進行分層行為設計 161.12 S參數(shù)的局限性 161.13 總結 17習題 17參考文獻 18補充閱讀材料 18第2章 X參數(shù)的基本概念 192.1 概述 192.2 非線性行為和非線性頻譜映射 192.3 多諧波頻譜映射 212.4 負載和源失配效應 232.5 級聯(lián)DUT 242.6 實例：兩個帶有獨立偏置的RF功率放大器的級聯(lián) 262.7 與諧波平衡的關系 282.8 交叉頻率相位 282.8.1 同量信號 282.8.2 交叉頻率相位的定義 292.9 多諧波多端口激勵的基本X參數(shù) 322.9.1 Fp,k(?)函數(shù)的時不變性及相關特性 332.9.2 X參數(shù)的定義和行為模型 342.9.3 實例：X參數(shù)集 352.10 基本X參數(shù)的物理含義 362.10.1 參考激勵和響應 362.10.2 物理含義 372.11 使用X參數(shù)行為模型 372.11.1 實例：源和負載失配的放大器 382.12 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 433.1 微弱失配時基本X參數(shù)的簡化 433.1.1 非解析映射（Non-analytic Maps） 443.1.2 大信號工作點（Large-signal Operating Point） 463.2 加入小信號激勵（非線性頻譜映射線性化） 483.2.1 小信號交互：射頻項 493.2.2 小信號交互：直流項 503.3 小信號交互項的物理含義 523.4 討論：X參數(shù)和頻譜的雅可比（Jacobian）行列式 573.5 X參數(shù)是S參數(shù)的超集 573.6 兩級放大器設計 623.7 大信號激勵下的放大器匹配 653.7.1 輸出匹配及hot-S22 653.7.2 輸入匹配 743.8 實例：一個GSM放大器 763.9 總結 79習題 80參考文獻 82補充閱讀材料 82第4章 X參數(shù)的測量 834.1 硬件測量平臺 834.1.1 硬件測量要求 834.1.2 基于混頻器的測量系統(tǒng) 834.1.3 基于采樣器的測量系統(tǒng) 864.1.4 激勵信號要求 874.2 校準 884.2.1 標量損耗修正 884.2.2 S參數(shù)校準 894.2.3 NVNA校準 904.3 相位參考 914.3.1 相位參考信號 924.3.2 測量注意事項 934.3.3 實際相位參考信號 944.4 測量技術 954.4.1 大信號響應測量 954.4.2 小信號響應測量 964.4.3 實際測量考量 984.4.4 基于仿真的X參數(shù)提取 1004.5 X參數(shù)文件 1004.5.1 結構 1004.5.2 命名規(guī)則 1014.5.3 文件實例 1024.6 總結 104參考文獻 104補充閱讀材料 104第5章 多音及多端口X參數(shù) 1055.1 引言 1055.2 同量信號——大信號A1,1和A2,1：負載相關X參數(shù) 1065.2.1 時不變、相位歸一化及同量雙音大信號工作點 1075.2.2 頻譜線性化 1085.3 利用負載調(diào)諧器建立大信號工作點：無源負載牽引 1095.4 同量信號的其他考慮事項 1115.4.1 在受控負載下提取X參數(shù)函數(shù) 1115.4.2 諧波疊加原理 1115.4.3 無源負載牽引下負載相關X參數(shù)的局限性 1115.4.4 三射頻自變量空間定義的參考大信號工作點采樣 1125.4.5 負載相關X參數(shù)硬件測量平臺 1125.4.6 校準修正不可控諧波阻抗 1135.5 GaAs工藝FET晶體管在任意阻抗下的負載相關X參數(shù) 1135.5.1 GaN工藝HEMT的負載相關X參數(shù)模型：估計單獨調(diào)諧諧波阻抗的影響 1155.6 設計實例：Doherty功率放大器的設計與有效性檢驗 1215.6.1 Doherty功率放大器 1215.6.2 晶體管的X參數(shù)表征 1225.6.3 X參數(shù)模型的有效性檢驗 1235.6.4 利用X參數(shù)設計Doherty功率放大器 1265.6.5 設計結果 1285.7 非同量信號 1295.7.1 非同量雙音（two-tone）X參數(shù)的符號 1295.7.2 非同量雙音X參數(shù)的時不變性 1305.7.3 參考大信號工作點 1325.7.4 頻譜線性化 1325.7.5 討論 1345.7.6 負頻率互調(diào)成分 1345.7.7 混頻器的X參數(shù)模型 1355.8 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(tài)X參數(shù) 1406.1 引言 1406.2 已調(diào)信號：包絡域 1406.3 在包絡域中的準靜態(tài)X參數(shù)的估計 1416.3.1 從靜態(tài)單音X參數(shù)模型描述準靜態(tài)雙音（two-tone）互調(diào)失真 1426.3.2 利用準靜態(tài)法估計ACPR 1476.3.3 靜態(tài)法的一些局限性 1496.3.4 數(shù)字調(diào)制中準靜態(tài)X參數(shù)的優(yōu)點 1496.4 記憶效應的表現(xiàn) 1506.5 記憶效應的起因 1516.5.1 自熱 1516.5.2 偏置調(diào)制 1526.6 記憶效應的重要性 1556.6.1 調(diào)制引入的基帶記憶和載波記憶 1556.6.2 動態(tài)X參數(shù) 1566.6.3 記憶核辨識：概念的起因 1596.6.4 記憶核的階躍響應 1606.6.5 應用于真實放大器 1616.6.6 記憶模型的有效性檢驗 1636.6.7 動態(tài)X參數(shù)的解釋 1676.6.8 寬帶X參數(shù)（XWB） 168參考文獻 173補充閱讀材料 174附錄A 符號和通用定義 175A.1 集合 175A.2 矢量和矩陣 175A.3 信號表示 176A.3.1 時域信號（實信號） 176A.3.2 復表示（復包絡信號） 176A.4 傅里葉分析 177A.5 波定義 178A.5.1 廣義功率波 178A.5.2 電壓波 180A.6 線性網(wǎng)絡矩陣描述 180A.6.1 S參數(shù) 181A.6.2 Z參數(shù) 181A.6.3 Y參數(shù) 181附錄B X參數(shù)和Volterra理論 182B.1 引言 182B.2 數(shù)學符號與問題定義 182B.3 Volterra理論的應用 183B.4 麥克勞林級數(shù)的推導 184B.5 直流輸出的麥克勞林級數(shù) 185B.6 結論 186附錄C 并行Hammerstein 模型的對稱性 187附錄D 寬帶記憶近似 189附錄E 習題解答 191