3.3.1 線性模型提取
對于線性模型，通常可以使用n端口散射矩陣（S參數）來進行描述。
S參數使用入射電壓波和反射電壓波的方式定義網絡的輸入、輸出關系，從而表征整個網絡的特性。S參數采用Touchstone文件格式，也被稱作SnP文件。使用矢量網絡分析儀，可以直接生成SnP文件。
大多數無源器件都可以使用線性模型進行表征，如濾波器、功分器、衰減器、耦合器、巴倫、小信號激勵下的開關電路等。
3.3.2 非線性模型提取
對于非線性模型，如放大器、限幅器、檢波器、混頻器等，目前業界最好的模型為X參數。如條件受限不能獲得X參數，可以退而求其次，選擇P2D模型。
與S參數相比，X參數可以更為完整全面的方式表示或分析射頻微波器件的非線性特性。作為S參數在大信號工作條件下的邏輯與數學范疇內的擴展，X 參數的獲取首先需要把被測器件驅動到其飽和工作狀態——這是很多器件真實的工作狀態，然后再在這樣的條件下對被測器件進行測量。
在測量X參數的時候，不需要知道與被測器件(DUT)內部集成電路有關的信息，要做的是測量各種不同頻率信號電壓波形的激勵響應模型，如圖4 所示。即將信號的基波和所產生的失真信號的絕對幅度、不同頻率信號的相對相位信息都精確地測量出來，然后用X參數來代表這些幅度和相位信息的組合。在這些快速得到的精準模型當中，還可以把更多的可變化的因素考慮進去，其中就包括源和負載的阻抗狀態、所施加的直流偏置電壓、電流值、甚至溫度信息等。
有兩種方法可以用來生成X參數: 從是德科技先進設計系統(ADS)的電路級原理設計生成X參數，或者使用是德科技PNA-X 矢量網絡分析儀的非線性矢量網絡測量(NVNA) 應用程序直接測量出X參數。
要想從ADS 的電路級原理圖中得到X參數，首先需要在ADS中設計好電路原理圖。電路原理圖完成之后，就可以把頻率、直流偏置、溫度和其他重要的參數輸入給ADS用來產生X參數的應用程序(X-parameter Generator —X參數生成器)。這個工具使用電路級的設計來計算可供ADS諧波平衡或電路包絡仿真使用的器件或模塊的X參數。ADS的X 參數產生器工作起來非常靈活，可以為非線性多端口器件在多音激勵以及負載牽引仿真的條件下產生X 參數。因此，在ADS中使用參數提取器不僅可以對放大器、混頻器等電路進行X參數提取，還能夠對多級混頻鏈路等復雜電路進行X參數提取。
如果希望通過對器件的測量快速而精準地得到X參數，需要使用在是德科技PNA-X 上實現的非線性矢量網絡分析(NVNA)的測量技術。NVNA 直接測量被測器件(DUT) 的X參數，這些通過測量得到的X參數可以移植到ADS的仿真程序中。使用NVNA測量X參數的時候，充分利用了PNA-X內置的兩個高性能激勵源，其中的一個激勵源用大信號激勵被測器件使其達到大信號工作點，同時第二個激勵源可以以各種適當測量頻率和相位的信號給被測器件施加小的測量激勵信號。
目前業界已經使用X參數對功率放大器進行了X參數的模型提取及仿真，顯示了X參數模型的精確性。同時，使用X參數也能夠成功表征檢波器的非線性模型。
X參數還能夠支持級聯模型仿真。
使用NVNA對混頻器進行測試，建立X參數模型，可以對混頻器的變頻損耗、RF-IF泄漏、LO-IF泄漏以及混頻器的高次交調產物等進行建模，如圖5所示。
在沒有條件進行X參數提取時，可以將P2D模型作為X參數的補充，建立非線性模型庫。
P2D模型本質是功率相關的大信號S參數，存儲若干功率點對應的S參數，是寬帶放大器模型之一。其缺點顯而易見，僅考慮了器件的基波，高次諧波完全沒有考慮。但是P2D模型能夠預測寬帶增益壓縮特性，故能夠在多芯片系統中用來描述放大器特性。早在2002年，是德科技（原安捷倫）就成功應用P2D模型對頻率為1至12GHz的多芯片系統進行了仿真和測試結果的對比。
P2D模型的另一優點是測量非常簡單，只需要使用ADS中的連接管理器（Connection Manager）通過GPIB或LAN就能夠控制是德科技的矢量網絡分析儀（包括HP時代的8720等型號以及ENA、PNA），讀取放大器的P2D模型。
4、模型庫的創建
在獲得了一定數量的模型，并進行歸類整理后，可以進行模型庫創建的工作。在此，使用ADS自帶的DesignGuide Developer Studio進行模型庫的創建工作。主要工作可以分為以下幾步：
將模型作為子電路加入模型庫；
在位圖編輯器中新建元器件圖標或對已有圖標進行修改，編輯元器件列表，排列圖標并編輯操作內容，如元器件對應位圖、幫助文檔調用等；
設置元器件庫的版本號，并進行編譯，發布壓縮包。
此時，其他射頻或系統工程師只需要在本地計算機上安裝元器件庫壓縮包，即可將自定義的元器件加入到ADS器件庫中，方便的進行調用。然后可以根據需求，進行射頻鏈路搭建或系統仿真。圖6為安裝了自定義模型庫后的原理圖界面。
5、結論
使用ADS平臺，能夠針對大多數線性、非線性器件進行建模、測試，同時建立元器件模型庫，以應用到射頻鏈路、系統設計中，可以大大提高工程師的設計效率。
通過規范元器件的原理圖以及幫助、說明文檔，可以讓現有的工程經驗得以傳承、改進，避免因人員變動而引起的元器件模型丟失。
通過定期對元器件庫進行更新，輔助電子管理流程，可以讓射頻系統工程師快速利用現有器件對新系統進行搭建，同時考慮指標的符合情況等。
作者：是德科技軟件應用工程師- 謝成誠，張濤
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