微波有源电路的设计和研究一直是微波技术领域的主要课题,在理论和实践方面都积累了丰富的知识和经验,小信号S参数可以说在这里起到了举足轻重的作用,但是在大信号的状态下,微波器件通常都工作在非线性区,传统的小信号S参数已经不能满足我们对非线性器件的设计要求。由此我们提出了一种表征器件大信号工作特性的参数——非线性散射函数。我们首次从理论上提出了这一概念,并且对它进行了明确的定义、物理含义的归纳以及在实际中搭建了一套完整的测试系统来对它进行有效的测量。本论文的内容主要是从微波功率器件建模理论出发,根据非线性散射函数建模技术得到器件的非线性散射函数,而且搭建了测试系统对实际的功率器件进行测量,得到实际测试出的非线性散射函数,两者进行比较得出最后的结论。首先,本文从场效应管的传统建模方法入手,建立了微波功率FET的小信号模型,然后通过测试FET的直流特性曲线,拟合得到它的大信号模型,最后利用谐波平衡法对器件的模型进行非线性分析。不同以往的谐波平衡算法,在这里我们提出了转换矩阵的概念,采用全频域的谐波平衡算法,使得计算的效率得到了大幅度的提高。在计算非线性散射函数的过程中我们采用了广义S参数的办法成功的用谐波平衡分析得到了器件的非线性散射函数模型。于此同时我们在前一年搭建的系统的基础上,把频率扩展到20GHz,加入了相位校准,创新性的在二端口加入一个调配器,进一步得到了非线性散射函数的第四、五、六列。最后本文比较了测试结果和仿真结果,得到了比较满意的结论。