微波非线性散射函数理论分析和基于递归神经网络大信号建模技术的研究

摘要

早在上世纪五十年代末，非线性对微波通信的影响就成为一个被广泛关注的问题。到了八十年代，数字移动电话的发展使这种复杂的无线通信系统对非线性失真极为敏感。特别是一些微波器件，如微波功率放大器在大信号激励的情况下表现出强非线性特性，因此不能再沿用传统的描述线性电路的S参数理论来分析这些非线性器件。而在描述弱非线性微波系统的传统方法中，很难通过测量得到表征系统非线性的参数。 文章提出了一种描述微波非线性的方法，即非线性大信号散射函数。论文首先给出非线性散射函数的线性化，定义了非线性散射函数矩阵各元素的物理含义及其特性。此外，文中还推导了常见的网络并连、串联和级联问题中，散射函数矩阵与阻抗函数矩阵，导纳函数矩阵之间的转换关系，并结合课题需要设计和搭建了晶体管非线性测试系统，完成了非线性的测试工作。文章深入分析了递归神经网络网络的结构特点，从人工神经网络模型出发提取非线性散射函数，误差在精度要求范围内。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1论文的选题背景

1.2课题内容

1.3论文的工作

第二章非线性的描述方法

2.1非线性产生的原理

2.2传统表征非线性的方法

2.2.1单频音输入

2.2.2双频音输入

2.2.3多频音输入

第三章非线性微波毫米波电路的分析方法

3.1小信号非线性问题的分析方法

3.1.1幂级数分析法

3.1.2伏特拉级数法

3.2大信号非线性问题的分析方法

3.2.1状态变量法

3.2.2谐波平衡法

3.3黑箱建模—人工神经网络

第四章非线性散射函数理论

4.1非线性散射函数的线性化

4.2非线性散射函数矩阵的定义

4.3非线性散射函数的特性

4.4非线性散射函数矩阵与非线性阻抗函数矩阵和非线性导纳函数矩阵的关系

4.4.1非线性导纳函数矩阵与非线性散射函数矩阵的关系

4.4.2多谐波的线性两端口网络的归一化阻抗矩阵、归一化导纳矩阵和散射矩阵的表示式

4.5两端口非线性网络与两端口线性网络的级联

4.6两端口非线性网络与两端口线性网络的串联

4.7两端口非线性网络与两端口线性网络的并联

4.8两端口非线性网络端接负载

第五章人工神经网络预测技术的研究

5.1人工神经网络

5.1.1神经元的模型

5.1.2神经网络的典型模型

5.2递归神经网络

5.2.1 Elman 网络

5.2.2 Hopfield网络

第六章基于递归神经网络建立非线性散射函数模型的研究

6.1建模中应注意的问题

6.2基于 Elman网络的建模

6.3实验数据测试系统

6.4实验结果

6.5 小结

总结

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果