非綫性射頻和微波器件錶徵、建模和設計 X參數理論基礎 [X-Parameters: Characterization, Modeling, and Desi] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] D.E.魯特（David.E.Root），[美] J.維斯派切特（Jan Verspecht），[美] J.霍恩（Jason Horn），[美] M.馬庫（Mihai Marcu） 著，林茂六，苟元瀟，盧鑫 等 譯

圖書標籤:

• 射頻
• 微波
• 非綫性器件
• X參數
• 器件建模
• 電路設計
• 高頻電路
• 錶徵技術
• 無綫通信
• 電子工程

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121276026

版次：1

商品編碼：11863936

包裝：平裝

叢書名： 經典譯叢·微波與射頻技術

外文名稱：X-Parameters: Characterization, Modeling, and Desi

開本：16開

齣版時間：2016-01-01

用紙：膠版紙

頁數：216###

內容簡介

　　本書由淺入深、係統地介紹瞭非綫性靜態與動態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章對綫性S參數理論做瞭簡明迴顧；第2、3、4章係統介紹在大信號單音激勵下，靜態非綫性X參數的基本理論、數學形式及參數的物理意義，測量與仿真平颱，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，靜態非綫性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綫性X參數擴展到動態非綫性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。

作者簡介

　　David E. Root，安捷倫科技有限公司研究員。他通過商業化運作，閤作領導瞭Agilent（安捷倫科技有限公司）X參數的研究和開發。他是IEEE 會士，並與他人閤作編著瞭專著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，緻力於X參數測量的開發。 Mihal Marcu 安捷倫科技有限公司高級顧問，緻力於非綫性建模X參數的開發與應用。

　　林茂六，哈爾濱工業大學電子與信息工程學院二級教授，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。研究方嚮為信息測量理論，非均勻采樣信號理論及應用，視頻信號處理和無綫係統的非綫性錶徵、建模與設計。

　　苟元瀟，1988年齣生，2015年獲得哈爾濱工業大學博士學位。研究方嚮為NANV相關領域，包括寬帶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綫性行為模型等。盧鑫 ， 1986年齣生，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。研究方嚮為非綫性測量理論、視頻編碼標準、數據壓縮以及圖像和視頻信號處理等。

目錄

第1章 S參數的簡要迴顧 1
1．1 引言 1
1．2 參數 1
1．3 波變量 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 非綫性器件的S參數 12
1．11 S參數的附帶優勢 15
1．11．1 S參數適閤高頻上的分布參數元件 15
1．11．2 在高頻上S參數易於測量 15
1．11．3 二端口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 非綫性行為和非綫性頻譜映射 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 多諧波多端口激勵的基本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 頻譜綫性化近似 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（非綫性頻譜映射綫性化） 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 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 輸齣匹配及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 硬件測量平颱 83
4．1．1 硬件測量要求 83
4．1．2 基於混頻器的測量係統 83
4．1．3 基於采樣器的測量係統 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 大信號響應測量 95
4．4．2 小信號響應測量 96
4．4．3 實際測量考量 98
4．4．4 基於仿真的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 文件實例 102
4．6 總結 104
參考文獻 104
補充閱讀材料 104
第5章 多音及多端口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 頻譜綫性化 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 三射頻自變量空間定義的參考大信號工作點采樣 112
5．4．5 負載相關X參數硬件測量平颱 112
5．4．6 校準修正不可控諧波阻抗 113
5．5 GaAs工藝FET晶體管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 晶體管的X參數錶徵 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 頻譜綫性化 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 在包絡域中的準靜態X參數的估計 141
6．3．1 從靜態單音X參數模型描述準靜態雙音（two-tone）互調失真 142
6．3．2 利用準靜態法估計ACPR 147
6．3．3 靜態法的一些局限性 149
6．3．4 數字調製中準靜態X參數的優點 149
6．4 記憶效應的錶現 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 記憶核的階躍響應 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 寬帶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 集閤 175
A．2 矢量和矩陣 175
A．3 信號錶示 176
A．3．1 時域信號（實信號） 176
A．3．2 復錶示（復包絡信號） 176
A．4 傅裏葉分析 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 綫性網絡矩陣描述 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 麥剋勞林級數的推導 184
B．5 直流輸齣的麥剋勞林級數 185
B．6 結論 186
附錄C 並行Hammerstein 模型的對稱性 187
附錄D 寬帶記憶近似 189
附錄E 習題解答 191

前言/序言

　　A Letter to Chinese Reader
　　Dear readers，
　　My co-authors and I highly appreciate your interest in our book on X-parameters. We are honoured by the fact that the book is now available in Mandarin. The short term goal of this book is to demystify X-parameter technology and to introduce its use to the RF and microwave engineers.
　　But even more important is the goal on the long term. We hope that this book inspires you to perform further research in the field of measurements and modelling for high-frequency active devices.
　　It has been a long journey from inventing X-parameters to having the book on the topic published in the People's Republic of China. I presented the first paper on the technology in October 1996 at the 4th International Workshop on Integrated Nonlinear Microwave and Millimeterwave Circuits (Duisburg, Germany). This milestone paper was entitled "Black Box Modelling of Power Transistors in the Frequency Domain". It introduced the necessary theory, hardware and software to make X-parameters work: a theory on linearization coefficients for multi-harmonic spectral mapping operators, a hardware setup with the capability to measure the phase of harmonics and to excite the device-under-test simultaneously with large signal as well as small signal tones (now available as the NVNA option for the PNA-X of Keysight Technologies), and a software link to run the resulting behavioural model in a harmonic balance simulator environment (now available in the Advanced Design System simulator available from Keysight Technologies). Several conference and journal papers soon followed. In 2001 I was offered the opportunity to present this work at the Harbin Institute of Technology (HIT). I was received with the utmost honour by Prof. Lin Mao Liu and his colleagues and I have fond memories from my trip to the People's Republic of China. A couple of years later my co-authors, their colleagues at Agilent Technologies and myself started development efforts towards a commercial product. In 2008 the technology was commercially introduced by Agilent Technologies under the name "X-parameters" (registered trademark of Keysight Technologies). By that time information on the technology was scattered across many different scientific papers. Throughout the years many different naming conventions and mathematical notations had been used to explain and even extend the technology. As such there was a need for a book as a single complete, actual and coherent source of information. The book was first published in 2013. In 2015 we were honoured to learn that there was a demand to translate the book into Mandarin. We are very grateful to Prof. Lin Mao Liu for providing help with this effort and for finding and correcting a couple of minor errors that went undetected in the original English edition.
　　We wish you a great reading and a very successful continuation of your career in electrical engineering!
　　Dr. Jan Verspecht, IEEE Fellow
　　緻中國讀者的一封信
　　親愛的讀者：
　　欣聞X參數一書的中文版即將齣版，我們深感榮幸。本人及閤著同仁藉此機會，對關心此書的各位讀者緻以衷心的感謝。
　　編撰此書的最初目的旨在嚮射頻和微波工程師揭開X參數技術的神秘麵紗並介紹其功能。但是我們更看重的長遠目標是：希望此書能夠激發讀者在高頻有源器件的測量和建模領域中創造齣更多的研究成果。
　　從發明X參數到在中國用中文齣版此書經曆瞭漫長的過程。本人於1996年10月在德國杜伊斯堡舉行的第四屆集成非綫性微波與毫米波電路國際研討會上發錶瞭第一篇關於該技術的論文。這篇裏程碑式的論文的題目是Black Box Modelling of Power Transistors in the Frequency Domain。該論文提齣瞭進行X參數研究時所必要的理論、硬件和軟件：關於多諧波頻譜映射算子的綫性化係數理論；一種具有能同時用大信號和小信號激勵被測器件和測量諧波相位能力的硬件裝置［現在作為是德科技有限公司（2014年成立於原安捷倫科技電子測量事業部，現獨立運營）的PNA-X的NVNA選件］；在諧波平衡仿真環境下運行得到最終行為模型的軟件鏈接［現可從是德科技有限公司的先進設計係統（ADS）仿真器中獲得］。不久之後，發錶瞭一係列的會議和期刊論文。
　　2001年，我非常榮幸地收到瞭哈爾濱工業大學（HIT）林茂六教授及其同仁的訪問邀請。這為我提供瞭一次在哈爾濱工業大學介紹該成果的機會。那次中國之旅給我留下瞭美好的迴憶。
　　幾年之後，本書的閤著者和他們在安捷倫科技公司的同事以及本人開始緻力於商用産品開發。2008年，安捷倫科技有限公司以“X參數”命名（現為是德科技有限公司注冊商標）將這項技術做商業化推介。此時，有關這項技術的信息發錶在多個不同的科技論文中。多年來，許多不同的命名慣例和數學符號被用於解釋甚至擴充這項技術。鑒於此，需要一本書作為唯一完整的、準確的、條理清晰的信息源頭。本書英文版於2013年齣版。2015年，我們很榮幸地獲悉，有把這本書翻譯成中文的需求。
　　我們對林茂六教授為此所做齣的努力以及他發現並更正瞭在英文原版書中被疏忽的若乾小錯誤，深錶感激。
　　祝願你們閱讀愉快並在電氣工程中更成功地譜寫自己的職業生涯。
　　Jan Verspecht博士，IEEE會士
　　譯 者 序
　　正像20世紀70年代S參數曾使綫性射頻和微波電路工程發生革命性的變革一樣，今天X參數將使非綫性射頻和微波電路工程設計發生更為深刻的革命性變革。
　　本書是英國劍橋大學齣版社齣版的射頻和微波工程係列圖書之一。
　　本書的撰稿人共4位。他們都是原安捷倫科技有限公司Worldwide Process and Technology中心的科學傢，David E. Root和Jan Verspecht又都是IEEE會士，是非綫性射頻和微波元件及其子係統的新規範——X參數的原創發明者。這一發明從理念提齣、模型建立、測量平颱構建、模型有效性檢驗、工程應用到專著齣版經曆瞭17年。中國有句古語叫“十年磨一劍”。而X參數的發明可謂“二十年磨一劍”！
　　全書共6章。第1章對綫性S參數理論進行簡明迴顧。第2章至第4章由淺入深、係統地介紹在大信號單音激勵下，錶徵射頻和微波二端口網絡諧波失真的靜態非綫性X參數的基本理論、數學形式及參數（能量相互轉換）的物理意義，X參數與傳統的S參數的相互聯係，靜態X參數測量與仿真平颱和模型參數的提取方法，在射頻微波功率器件和無綫基站設計中的應用實例。第5章係統地介紹在大信號雙音（two-tone）和多音（multi-tone）激勵下，錶徵射頻和微波多端口網絡（如調製解調器）互調失真的靜態非綫性X參數的基本理論、數學形式及參數（能量相互轉換）的物理意義。第6章介紹如何將靜態非綫性X參數擴展到考慮瞭射頻微波器件強非綫性和長期記憶效應的動態非綫性X參數理論、實驗方案、模型記憶核辨識實例及有效性檢驗手段，並介紹消除或降低記憶效應的射頻微波功率器件和無綫基站設計中的應用實例。
　　本書內容新穎、理論嚴謹、應用背景明確、條理清晰、圖文並茂。所有圖錶和麯綫都能很好地幫助讀者理解物理概念，所用數學難度適中。本書既注重基本原理和基本理論的闡述，又注重實驗測量與實踐應用的相結閤，其應用實踐與現代通信技術的研發聯係十分緊密。因此，這是一部學習X參數理論基礎的權威著作。對推動我國電氣工程高年級本科生或研究生教學改革，提升從事射頻微波工程和現代通信技術前沿研究的研發人員、工程師、科學傢的創新能力有重要參考價值。
　　在翻譯過程中，譯者對原著中的極少數筆誤和疏漏之處進行瞭修正。為瞭保留英文原版的寫作風格，防止增加不必要的錯誤，本書的部分符號與原著保持一緻。
　　本書由林茂六教授翻譯第1章、第6章和附錄A、C、D、E，苟元瀟博士翻譯第4章和第5章，盧鑫博士翻譯第2章，孫金龍博士翻譯第3章和附錄B。林茂六教授負責全書的審校。
　　完成這種全新理論專著翻譯的挑戰大大超越瞭我們的預想。為此，在翻譯過程中，為盡量確保譯文精準，我們曾緻函本專著第二作者、譯者的老朋友Jan Verspecht 博士，就一些非綫性X參數的新概念、新思想和某些精巧實驗方案設計予以請教，Jan Verspecht 博士都及時為我們解答。更讓我們高興的是，在本書中文版即將齣版之際，他於百忙中，抽時間專門為中文讀者寫瞭一封熱情洋溢的緻讀者信。在此，謹緻以最衷心的感謝！
　　鑒於時間倉促、譯者水平有限，譯文中錯誤與不妥之處在所難免，敬祈廣大讀者批評指正，不勝感謝。
　　前　 言
　　在高頻上對於非綫性電子元器件錶徵、建模和設計的嚴謹而實用的理論框架的需求已經是刻不容緩的事實瞭。通信革命正無情地迫使有源器件進入越來越強的非綫性工作區工作。為瞭節省功率，延長電池壽命，且使冷卻設備最小化，人們不得不追求更高的效率以應對越來越嚴峻的壓力與挑戰。所謂的非綫性意味著必須研發新的測量儀器設備、新的模型和新的設計方法學，這些遠遠超越瞭綫性S參數的框架。可喜的是，如今有瞭一種可交互操作並將這項難題無縫地組閤於一體的新規範，這種規範稱為X參數 ，而X參數正是本書所論及的全部內容。
　　本書將對X參數做綜閤性介紹。本書的目標是麵嚮具有較廣基礎知識的讀者。這是一項相當具有挑戰性的任務。本書麵嚮微波工程師、器件模型工程師和科學傢，開發仿真算法的CAE（計算機輔助工程）專傢，以及研發用於非綫性寬範圍錶徵應用的新一代高速儀器的微波及RF的專業人士。
　　X參數這種內在的多個學科的特性是讓我們試圖吸引更廣大讀者的主要原因。過去幾年由産業界采納的基於X參數的多種實用解決方案都與這些領域有關。考慮到讀者的多樣性，我們選擇瞭這樣一種順序來引入主題：以眾所周知的時不變綫性理論，即S參數的簡要迴顧作為本書的開篇，選擇為多數讀者所熟悉的背景來介紹更多的新概念，這對於本書的其他讀者來說將是有益的。第2章介紹X參數，它是基於在諧波頻率柵格（grid）上定義的多音非綫性頻譜映射來展開的，並對有關時不變的應用與受限情況進行瞭詳盡描述。第3章對X參數的簡便且實用的形式進行瞭一般的簡化討論。這種簡便形式是基於應用頻譜綫性理論的，即一種有用的近似方法，從而大大降低瞭X參數形式的復雜性而又能滿足實際應用。進而對這些最簡單的X參數舉齣幾個實例說明其功能、實用性和相對簡單性。在頻譜近似中，對共軛項的來源也進行瞭討論。第4章集中介紹如何測量X參數，以及從電路仿真的廣度如何計算（生成）X參數，還對主要儀器——非綫性矢量網絡分析儀（NVNA）的功能框圖進行瞭介紹，並對使用脈衝發生器相位參考來獲得關鍵X參數量值的測量用途做瞭評述。由於在處理許多混頻器設計中，帶相位的互調分量以及功率放大器作為輸入功率，和由於大的失配産生的反射電氣信號返迴進入該器件所産生的大信號響應，都必須涉及，這超過瞭第3章中頻譜綫性化的近似，故第5章論及將X參數的處理擴展到多個大信號與多個端口。最後，第6章將X參數的處理擴展到動態“記憶效應”，例如，在實際高速器件對寬帶通信信號的響應中呈現的重要現象。本書附有若乾個附錄，包括瞭對書中某些部分的進一步闡述、公式推演、標準符號和標記的定義等，可作為在此領域的科技工作者的參考資料。
　　本書也適閤作為電氣工程專業高年級本科生或研究生教材。事實上，我們認為：將X參數作為電氣工程總課程的標準內容組成部分非常必要。本書對於跨越電氣專業，緻力於對各種非綫性係統的應用進行嚴謹而實用的基礎研究的應用數學傢和應用科學傢也有很好的參考價值。
　　本書讀者所需的背景知識包括一學年的微積分學、基本電路理論和簡單的傅裏葉分析。對於具有電子功率放大器與晶體管、S參數基礎、差分方程、電路設計和仿真初步知識的讀者，本書會非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

先看看再說吧

評分☆☆☆☆☆

不錯的書，專業書籍，全麵，有用

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挺好，正版，速度也快

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不錯的書，專業書籍，全麵，有用

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書還沒有來的急看，不過快遞還是比較快

評分☆☆☆☆☆

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還沒開始看

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大，實惠不錯！！！！！

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包裹很嚴實，但還是有些地方有破損