随着高频段和大功率的应用,微波器件更多的是工作在非线性区,在这种情况下,传统的S参数已经不能满足非线性器件建模和电路设计的要求。本文在对非线性理论深入研究的基础上,介绍了一个新的表征非线性特性的参数——非线性散射函数。我们在已提出的非线性散射函数的基础上,对其进行了改进,完善了非线性散射函数的概念。利用这种表征方式,我们考虑了器件的谐波特性,更为完整的表达了器件大信号状态下的非线性特性。本论文主要对肖特基二极管的建模技术、仿真技术及肖特基倍频器的设计进行了研究。论文从二极管传统的建模方法入手,建立了它的小信号模型,用优化的方法提取了小信号模型参数。利用搭建的以数字示波器为核心的非线性散射函数测试系统,测量了肖特基二极管的部分非线性散射函数,并利用测得的非线性散射函数对肖特基二极管进行了大信号建模,提取了大信号模型参数。在完成了小信号建模和大信号建模之后,我们利用伏特拉级数法对上述器件模型进行了非线性分析,分析过程中采用的是伏特拉级数分析法中的非线性电流法。并在此基础上进行了非线性散射函数建模,得到了我们需要的表征结果,并与我们测量得到的数据进行了比较。在最后,我们利用非线性散射函数建模的结果,设计了输入输出匹配网络及滤波器,完成了肖特基二极管倍频器的设计。在本文中无论是小信号建模还是大信号建模,我们都是在实测数据的基础上进行的,这样得到的模型更接近于微波器件的实际工作状态,避免了利用仿真数据建模过程中过于理想化的问题或是内部给定偏置的问题。