近年来随着第三代半导体的快速发展,通讯电子技术发生了翻天覆地的变化。尤其是其应用场景越发的趋向于多频,大功率的环境,而能同时支持多个频段的多频通信系统成为提高通信效率关键手段。建立半导体器件的多频非线性模型并应用于器件仿真设计之中对于提高通信质量降低通信成本有着重要的意义。因此对多频非线性系统特别是双频通信技术的研究成为了当前重要方向。由于传统的S参数线性模型对于表征非线性系统有着天然的不足,因此建立一种精确高效的非线性网络模型对通信技术的发展至关重要。本文通过对大功率半导体器件的非线性特性和建模进行探讨研究,提出了两种研究双频非线性系统建模的方向。主要内容为以下两部分:第一部分通过研究X参数基本理论和提取方案,发现常规的X参数测量系统非常复杂,并且具有测试周期长,测量数据多等缺点。而ELM神经网络算法所具有的强大的学习能力和精确的预测能力可较好的弥补常规的X参数测量系统的不足之处。基于此,本文以单频X参数为切入点通过ADS提取X参数作为训练集,训练ELM神经网络建立了单频X参数预测模型,之后利用相同的方法建立的双频的X参数预测模型,最后验证训练模型精度,结果显示单频X参数预测模型97%的预测数据最大相对误差不超0.03,双频X参数预测模型95%的预测数据最大相对误差不超过0.05。最后利用谐波电路仿真验证了模型精度。综上所述,本文建立的X参数预测模型可以精准的表征非线性系统特性;第二部分由于X参数的理论较为复杂,在仿真时直接利用X参数进行电路优化比较困难。以双频输入为例,用于表征各阶互调分量的X参数非常繁杂而且参数之间关联性不易被明确。因此本文另辟蹊径建立双频非线性网络W参数模型,该模型将各阶互调分量与其基波和谐波分量直接联系起来。W参数不仅在表征各阶互调分量时简洁明了,并且在仿真过程中易于优化调整。在详细的阐述了W参数的基本理论和模型公式之后,本文提出了两种提取W参数的测量方案,并介绍了测量方案的校准,夹具设计以及夹具去嵌的方法。综上所述,本文提出了基于ELM极限学习机的单频/双频X参数预测模型,并通过设计功率放大器验证了该模型的精确性和实用性。此外本文提出了另一种双频非线性网络W参数模型,并设计了相应的测量方案。