微波电路非线性理论的分析和研究已经逐渐引起人们的关注。本文首先以传统的非线性表征方法为基础,提出了非线性散射函数法这一新的表征方法。非线性散射函数考虑了谐波的产生,因而可以分析电路的非线性特性。重点研究了它的定义、物理含义、性质以及网络连接的表达形式。之后,本文对大信号微波器件提出了黑箱建模法。这种方法不需要知道器件内部的结构及作用机理,只需知道端口的工作特性就可以拟合出器件参数的等效模型。人工神经网络是近来发展迅速的一种黑箱模型,而将小波分析和神经网络紧密结合的小波神经网络已经成为解决非线性建模问题的一种有效的工具。小波神经网络建模法是基于频域测量的,本文介绍了非线性器件在真实的大信号工作条件下测量的解决方案,搭建了非线性散射函数的测试系统,通过校准和测试获得了大量数据。基于器件测试数据,采用小波神经网络对器件进行非线性建模,并将成功建立的模型用于放大器设计。