本发明属于但不限于功放芯片，尤其涉及一种表格基频域行为模型参数提取方法及系统。
背景技术：
1、微波功率放大器(功放)芯片是武器和无线通信系统的重要组成部分，作为射频收发前端系统的核心器件，其功率特性和线性度对整机性能起到决定性作用。因此，如何建立高精度功放芯片模型，准确表征功放芯片的射频功率及三阶交调特性，进而为整体系统链路的高精度仿真设计提供指导，对开发高性能射频前端系统至关重要。射频功放芯片模型按照其建模方法大致可以分为两类，行为模型和等效电路模型。其中，等效电路模型需要首先获取芯片内部晶体管的等效电路模型以及无源匹配电路电磁数据，参数提取流程复杂。而行为模型作为黑盒模型，只关注芯片输入输出信号映射关系，无需了解器件或电路的工作机理及其相互作用关系，结合特定的测试系统即可快速获取模型。此外，在模型精度和收敛性方面，行为模型更具优势，因而被广泛应用于各类射频功放芯片的建模。
2、行为模型又可以分为侧重通信系统输入/输出时域波形表征的时域行为模型和侧重描述端口失配、高次谐波特性的频域行为模型。针对射频功放芯片的研究主要集中在频域行为模型。频域行为模型主要包含x参数模型(美国keysight)、卡迪夫模型(加拿大focus和英国卡迪夫大学)、表格基频域p2d模型以及简化多项式s2d模型(美国keysight)。其中x参数模型和卡迪夫模型作为经典s参数模型的延申，能够表征基波和高次谐波输出等频域非线性特性。然而，这两类模型的参数提取需要结合专用的测试设备，建模成本高昂且参数提取流程复杂，因而难以在面向实际工程化应用的射频功放芯片建模中推广。另外，s2d模型仅需不同输入功率下的s参数即可完成模型参数提取，但不支持对功放深压缩状态下的非线性特性的准确表征，且不具备功率附加效率的仿真能力。不同于s2d行为模型，表格基频域p2d行为模型由于考虑了所有端口在不同输入功率下的入射和反射特性，因而p2d模型能够进一步模拟功放芯片在深压缩状态下的基波幅度相位，同时具备s参数、噪声等输出特性的表征能力。在参数提取方面，p2d模型可通过结合微波毫米波实验室常见的矢量网络分析仪，测量得到不同输入功率下的s参数实测数据，即可完成功放芯片建模，因此是实现低成本功放芯片快速行为建模的理想方案。然而，传统的p2d模型仅考虑了功放芯片输入输出基波频域信号的非线性关系，不具备功放芯片交调分量以及静态偏置供电处直流分量的求解能力，导致该模型无法进行功放芯片的功率附加效率和三阶交调指标的仿真。该问题也同样是其它射频芯片行为建模的难点之一。亟需突破可准确表征三阶交调和功率附加效率的p2d模型参数提取方法，提升其在非线性射频功放芯片建模中的表征能力和精度。
3、针对这一问题，国内外多个行为模型建模团队开展了相关的研究工作。2009年，英国卡迪夫大学tasker团队的h.qi等人，qi hao提出采用多项式方程的方法描述被测件输出特性的改进卡迪夫模型，利用多项式方程对器件的谐波进行仿真。2019年，维也纳工业大学的bernhard pichler等人对比了大信号激励下的x参数和qphd模型在强非线性下和负载失配条件下的精度，并利用qphd模型对负载牵引时的功率附加效率和三阶交调进行仿真，2022年，英国卡迪夫大学tasker团队的ehsan m azad等人提出了一种新的卡迪夫非线性行为模型的数学公式，利用多项式拟合的方法对卡迪夫非线性行为模型的公式进行了扩展，将直流偏置电压(漏极和栅极)引入到模型中，实现了对功率附加效率的仿真。然而，上述几类方法测试难度大，需要专用仪器且数据处理较为复杂，难以将这些方法直接迁移应用至表格基频域p2d模型中。因此，如何在传统建模方法的基础上，进一步拓展其功率附加效率和三阶交调的仿真能力，是依托表格基频域p2d模型进行芯片行为建模亟待解决的问题。
4、鉴于上述分析，现有技术存在的急需解决的技术问题为：现有的方法测试难度大，需要专用仪器且数据处理较为复杂，难以将这些方法直接迁移应用至表格基频域p2d模型中。因此，如何在传统建模方法的基础上，进一步拓展其功率附加效率和三阶交调的仿真能力，是依托表格基频域p2d模型进行芯片行为建模亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种表格基频域行为模型参数提取方法及系统，对p2d模型进行改进，使得改进后的p2d模型可以对功率附加效率和三阶交调进行仿真。
2、本发明是这样实现的，一种表格基频域行为模型参数提取方法，包括：
3、步骤1：不同输入功率下芯片输出特性测试；
4、步骤2：功放芯片的p2d模型参数提取；
5、步骤3：偏置电流和三阶交调产物模型文件提取；
6、步骤4：三阶交调和功率附加效率动态计算实现；
7、步骤5：功放芯片p2d模型仿真与实测对比验证。
8、进一步，步骤1具体包括：对矢量网络分析仪进行矢量校准及功率校准，保证矢量网络分析仪测试参考面上激励功率pin的准确性；激励功率pin功率范围应该覆盖被测件饱和区的输入功率，保存不同激励功率时的校准文件；
9、扫描矢量网络分析仪的激励功率pin(例如-15dbm到30dbm)，调用对应功率下的校准文件对矢量网络分析仪进行校准，读取不同激励功率和不同频率下(例如37ghz到43ghz)直流源上的直流电压和电流数据(通过查看直流源的读数得到)和矢量网络分析仪上不同输入功率下的s参数以及三阶交调产物功率，并记录。
10、进一步，步骤2具体包括：
11、表格基频域p2d模型的参数提取需要将测试得到不同激励功率下的s参数文件，选取最小激励功率下的s参数放置在p2d模型文件的前置数据块中，作为小信号参数模块，选取其它激励功率下的s参数放置在p2d模型文件的交流数据块中，作为大信号参数模块，并注明输入和输出端口激励功率的大小；
12、将偏置电流数据和三阶交调产物的数据存为mdf类型的文件，输入变量为输入功率pin，输出结果分别为偏置电流和三阶交调产物功率；最后将p2d模型文件和包含效率和三阶交调产物(im3)信息的mdf文件分别通过商用仿真软件里面的dac控件导入到商用仿真软件中。
13、进一步，步骤3具体包括：将步骤1测得的偏置电流信息和三阶交调产物信息写进模型文件中，偏置电流查表文件表头为温度和频率，第一列数据为输入功率，第二列数据为偏置电流信息；三阶交调产物查表文件表头为温度和频率，第一列数据为输入功率，第二列数据为三阶交调产物功率。
14、进一步，步骤4具体包括：
15、在商用spice仿真软件中进行p2d模型仿真原理图的搭建，输出端接50欧姆负载，并基于软件中的谐波平衡仿真器进行模型输入输出电压电流波特性计算；得到的结果可用于进一步获取芯片对应的基波输出功率pout、基波增益gain、三阶交调imd3和功率附加效率pae的仿真结果；其中，pout的计算可基于芯片负载端的基波电压和电流分量，如式(1)所示；gain则基于式(1)计算得到的pout结合输入功率pin，采用式(2)计算得到；三阶交调imd3的计算需要结合pout和查表得到的三阶交调产物im3的功率，如式(3)所示；pae的计算需要结合pout、pin和查表得到的pin对应的偏置电压ud和偏置电流id计算得到，如式(4)所示；
16、pout＝0.5*real(vload[1]*conj(iload[1]))(1)
17、gain＝pout-pin(2)
18、imd3＝im3-pout(3)
19、
20、进一步，步骤5具体包括：由于p2d模型文件和查表文件内存储的是离散点，所以仿真未覆盖到的点，可结合三次样条进行内插，调用模型数据包可以对三阶交调和功率附加效率进行仿真，并可以在模型文件的数据间进行插值，进行一定的内推，pout插值方式采用的是线性插值，三阶交调和功率附加效率采用三次样条插值。
21、本发明的另一目的在于提供一种实现所述表格基频域行为模型参数提取方法的表格基频域行为模型参数提取系统，包括：
22、输出特性测试模块：不同输入功率下芯片输出特性测试；
23、模型参数提取模块：功放芯片的p2d模型参数提取；
24、模型文件提取模块：偏置电流和三阶交调产物模型文件提取；
25、动态计算模块：三阶交调和功率附加效率动态计算实现；
26、对比验证模块：功放芯片p2d模型仿真与实测对比验证。
27、本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的表格基频域行为模型参数提取方法的步骤。
28、本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的表格基频域行为模型参数提取方法的步骤。
29、本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，信息数据处理终端包括所述的表格基频域行为模型参数提取系统。
30、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
31、第一、传统频域行为模型参数提取未考虑偏置电流直流分量和三阶交调产物分量导致模型不具备功率附加效率和三阶交调预测能力难以用于射频功放芯片建模。对此，本发明基于表格基频域p2d行为模型，提出了一种能够表征功率附加效率和三阶交调的行为模型参数提取方法，通过结合芯片内动态漏极电流实测数据、芯片三阶交调产物输出功率和芯片基波输出功率仿真结果，突破了功率附加效率和三阶交调的动态计算方法，实现了表格基频域p2d模型的芯片功率附加效率和三阶交调的仿真预测。
32、第二，本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：
33、目前的表格基频域p2d模型无法实现对芯片功率附加效率和三阶交调的仿真预测，本发明在传统表格基频域p2d模型的基础上通过增加电流和三阶交调信息实现了功率附加效率和三阶交调特性的仿真预测，填补了行为模型领域内的空白。
34、本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：功率附加效率和三阶交调特性是射频芯片的关键指标，在实际工程应用中，需要对其功率附加效率和三阶交调特性进行仿真预测，而目前的表格基频域p2d模型无法实现对芯片功率附加效率和三阶交调的仿真预测，本发明在传统表格基频域p2d模型的基础上通过增加电流和三阶交调信息实现了功率附加效率和三阶交调特性的仿真预测。
1.一种表格基频域行为模型参数提取方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的表格基频域行为模型参数提取方法，其特征在于，步骤1具体包括：对矢量网络分析仪进行矢量校准及功率校准，保证矢量网络分析仪测试参考面上激励功率pin的准确性；激励功率pin功率范围应该覆盖被测件饱和区的输入功率，保存不同激励功率时的校准文件；
3.如权利要求1所述的表格基频域行为模型参数提取方法，其特征在于，步骤2具体包括：
4.如权利要求1所述的表格基频域行为模型参数提取方法，其特征在于，步骤3具体包括：将步骤1测得的偏置电流信息和三阶交调产物信息写进模型文件中，偏置电流查表文件表头为温度和频率，第一列数据为输入功率，第二列数据为偏置电流信息；三阶交调产物查表文件表头为温度和频率，第一列数据为输入功率，第二列数据为三阶交调产物功率。
5.如权利要求1所述的表格基频域行为模型参数提取方法，其特征在于，步骤4具体包括：
6.如权利要求1所述的表格基频域行为模型参数提取方法，其特征在于，步骤5具体包括：由于p2d模型文件和查表文件内存储的是离散点，所以仿真未覆盖到的点，可结合三次样条进行内插，调用模型数据包可以对三阶交调和功率附加效率进行仿真，并可以在模型文件的数据间进行插值，进行一定的内推，pout插值方式采用的是线性插值，三阶交调和功率附加效率采用三次样条插值。
7.一种实现如权利要求1～6任意一项所述表格基频域行为模型参数提取方法的表格基频域行为模型参数提取系统，其特征在于，包括：
8.一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1～6任意一项所述的表格基频域行为模型参数提取方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1～6任意一项所述的表格基频域行为模型参数提取方法的步骤。
10.一种信息数据处理终端，信息数据处理终端包括如权利要求7所述的表格基频域行为模型参数提取系统。
