计算真空电子学作业最终版本.docx
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计算真空电子学作业最终版本
计算真空电子学翻译201121040304马云林
面向21世纪的真空电子学
R.H..Abrams,B.LevushA.A.Mondelli,R.K.Paker
真空电子学技术是一门既古老又全新的技术，目前仍在使用的真空电子学技术做成的器件是非常优秀的，并且伴随着一系列充分利用新材料，电磁结构，以及新方法研制而成的真空电子学器件的使用，真空电子学技术在不断发展，并且在性能和可靠性方面达到了一个新的记录。
虽然一些人把真空电子学技术看做是一门平凡而又古老的技术的“末日余辉”，即将被而代之。
但是事实上伴随着新的需求出现，真空电子学技术已经并将继续成为所有高功率、高频率放大器，以及更高标准的军事和商业系统领域的主导技术。
本篇文章主要讲解这门卓越的技术的发展历程以及多样性，重点强调真空电子技术的放大器，这些器件包括已经被不断发展的建模和仿真工具授权的微波功率组件（MPM）。
这些以物理为基础的编码应用于迅速发展的计算软件，并且支持基于仿真的设计和复杂真空电子电路的最优化。
由于基于卫星通讯技术的发展，在过去的几十年里已经为真空电子放大器开拓了很多利润可观的商业机会。
这就刺激了新的领域，这些领域需要的是：
有效的高频率的动力，以及在可支付的严密的封装要求限度下对难以琢磨的高效率调整的能力。
这些由于新的设计工具，新方法以及新的电磁结构的使用而产生的令人兴奋的新领域，将会在射频放大领域产生一个持续改革发展的潮流。
真空电子学：
基础
从一个基本点来说，真空电子学技术的运行是通过注波互作用将自然的电磁辐射转换成一些列清晰明朗的辐射的。
通过带电粒子系统的电磁辐射的3种基本机制如下：
（1）切伦科夫辐射：
当电子注以同样的速度通过一个媒介（结构），在这种媒介中电磁波的相速以比光子慢一些，同时速度小于真空中的光速C。
行波管（TWT）和交变场放大器（CFA）的放大机制就是“切伦科夫辐射”。
（2）过渡辐射：
当电子注以同样的速度在含有多种媒介的空间中运行时发生，当垫子穿过诸如传导网格、平面或者传到表面之间的缝隙这些媒介时产生扰动。
在速调管中的这些缝隙和空洞就会产生“过渡辐射”。
（3）轫致辐射：
这种辐射发生在当垫子在一个受到周期性压力的影响，而该周期性压力来源于外部的导体或者磁场。
振动陀螺仪和自由电子激光器（FELs）就是基于“轫致辐射”。
为了产生切伦科夫辐射，在电波中的电子必须与电磁场保持同步。
这个同步共振条件是：
，在这里
是电磁辐射的角频率；
是电子伴随着电磁波运动产生的多普勒移动；
是由于外部电场（通常是静态磁场或静态电场）而产生的电子震动的角频率；
则是共振的谐波系数。
假如
与
相差很大（通常是
大很多），这个同步条件就需要波的相速满足：
，即接近于电子速度
。
这种条件对于基于切伦科夫辐射的放大器是满足的，但是电磁波必须通过复杂的含金属的陶瓷材料做成的周期性结构来减慢，这些结构包括带空腔的螺旋型结构和其他射频（RF）结构等，所谓的“慢波”放大器就是基于以上结构的。
当电子振动是基于周期性静态磁场（例如FEL中的摆动），并且
，在这里C是“光速”，此时同步条件就不包含电磁波必须减慢啦，所谓的“快波”放大器就是基于上述机制的。
在回旋式放大器中，对于快波放大器由一个众所周知的例子，电子在一个其次均与的强静态电场中振荡。
在许多回旋式放大器中，
，在此e是电子电荷量，
是电子聚集系数，
是外部磁场，
是相对因子，如果用电子注电压
来表示
。
切伦科夫辐射的产生即需要满足用来保证注波互作用的效力的同步条件，也需要满足能使电子产生群聚的条件。
假如电子经过射频结构的时间比波的周期更长的时候就可能会发生电子群聚，所以将由一部分电子会被振荡的电磁场减速，然而另一部分电子将会轻微地进入该结构后加速。
（有时候把电子聚集效应解释为刺激激发效应是非常有效的，量子论放大器就是一个很好的例子。
）这样做的目的是选择参数以实现：
被减速的电子远远多于在高频磁场中被加速的电子。
因此在这种器件中将产生切伦科夫（刺激）辐射。
器件通常是根据电子群聚机制而进行的分类，M型或者O型。
假如群聚的发生是通过调整电子注位置，典型做法是使用外部交变电场和磁场。
这种群聚过程被称为“M型”。
M型器件的例子由磁体和交变场放大器（CFA）。
假如群聚的发生是通过调整瞬间电子通过高频电场的环节，这种群聚过程称为“O型”。
O型器件的例子包括速调管、行波管（TWTs）和螺旋式放大器等。
对于速调管和行波管，其电场方向平行于电子注的移动，并在群聚过程中起主导作用；对于螺旋式放大器电场方向垂直于电子注的移动，同时也再群聚过程中起主导作用。
应用真空电子技术的放大器的历史可以是再一个较宽频带上同时满足同步条件和群聚条件的概念上和工程上的创新，因而有效地将自然的辐射转换完连续而清晰的辐射，并有峰值和平均功率。
螺旋线行波管
螺旋线行波管是一种广泛使用真空电子放大器，其电路图如下所示：
图1螺旋式行波管电路原理图
首先电子从阴极发射，经过电场加速后进入一个漂移区域，同时磁场聚焦在互作用区域。
许多种的阴极可供选择，典型的，储备式阴极是基于钨基质和钡材料混在其中而制成，现在在适度的电流密度下寿命超过
小时的阴极可以很容易得到。
在螺旋式行波管的互作用区域，电子注沿着一个周期性的永磁体堆的轴线传播，同时电磁波被引导沿着传导的螺旋状区域传播。
沿着螺旋式的路径长度和沿着轴线的路径长度之间的区别允许电子阶段性地移动，随着螺旋状区域倾斜的逐渐减小，能量转移到电磁波并且电子注速度减慢，在整个互作用区域允许电子注与场相位保持同步；在螺旋状区域的最末端，电磁辐射通过一个端口或者真空孔被引导传出。
最后残余的电子注被收集极所收集，在收集之前有减速电压用来恢复电子能量。
在不同电压时有多种集电极表面用来提高收集（电子的）效率，这也是整个器件效率的一个重要指标。
为了减小反响和控制输出功率的需要，射频输入和输出需要精心设计。
这种设计阐明了一个真空电子学的最明显的优点：
本质上无碰撞的注波互作用区域与热损耗区域在物理上是分开的，这样相互之间的影响就可以分开控制。
这种设计可以使得整个器件效率特别高。
螺旋线放大器
对于一个诸如螺旋式放大器的快波放大器的基本准则是基于回旋加速器共鸣的分子增幅器的不稳定性。
正如在最近的一片评论文章中强调的，这种器件将它们置身于互作用电路中，其结果是震动螺旋仪放大器的横向电路尺寸接近于自由空间的波长，甚至更大一些。
与此相对的是再慢波放大器中典型的横向电路尺寸只有自由空间波长的
，并且热能导致小型电路中严格地限制了可以在毫米波频率得到的峰值和平均功率。
例如，在w波段的双孔行波管中，在毫米波频率下带有最高平均功率容量的慢波防弹器最大只能产生5kW的峰值以及500W的平均输出功率。
由于它们没有被小尺寸电路的热量和击穿问题所限制，螺旋式放大器相比于慢波放大器可以产生明显的更高的峰值和平均功率。
在过去20年里螺旋式速调管的研究和发展其引导作用，已经达到了在W波段的螺旋式速调管中峰值-平均功率的顶峰，如下表所示。
在今后的该领域发展将会集中在共振带宽的扩展和尺寸的减少上面。
表1总结数据统计表
为未来作序
在刚刚过去的50年里，关于真空电子学由相当多的文献著作被创造。
最近也有一系列综合的回顾总结的文章在IEEE的议程当中，这些文章既总结了真空电子学领域现在的情形和地位也分析了本领域的未来发展目标。
此外在最近10年内，在IEEE期刊等离子体科学的特别栏目中发表了许多关于真空电子学各个方面的研究手稿。
国际真空电子学会议（IVEC）作为一个学术论坛从2000年5月在美国加州的蒙特利以“IVEC-2000”正式启动，目的是为了激发这个领域的国际活力。
IEEE电子器件作为一个特殊的期号收集了很多在这次会议提供的论文。
IVEC-2001会议于2001年6月在荷兰的诺德惠克举行（当然也有记录本次会议的文章被发表）；IVEC-2002会议将重新在加州的蒙特利举行；IVEC-2003将会在韩国举行。
现代真空电子学的起源也许和几个发现和科技进步由关联，在这些关联中包含螺旋式行波管的发现，储备式阴极的进步以及简易的金属/陶瓷封装技术的实现。
这些进步都发生在上世纪40年代末50年代初，而就在这一时期发明了晶体管。
20世纪60年代和70年代，放大器性能有了一个稳步的提高。
然而在70年代和80年代，伴随着一些新的概念诸如振动陀螺仪和FEL放大器的出现，真空电子学领域繁荣起来了。
与此同时，对于一个能再高频条件下运行，在一个紧密结合的封装中实现“更大功率，更高效率，更宽带宽”这一需求通过这些已经得到世界证明的放大器将真空电子学领域推向一个新的台阶。
多注速调管（MBK）的发展，一个低压封装的速调管相比与单注速调管加强了瞬间带宽，这是上述创新的一个很好的例子；其他此类成果的非常好的例子就是通过互作用扩展的速调管了，这些速调管能够在毫米波频率下传送数百瓦的功率，同时也包括微小型廉价的微波放大器垫下基础的微小行波管（1970年代由美国瓦里安公司发明）。
在上世纪80年代和90年代，在其他技术领域也由很大的提高，例如为设计真空电子放大器的最先进的电脑代码的发展同时也为这种技术打下基础的计算软件，以及为米/分放大器提供宽带驱动能力的固体微波放大器等等。
图2真空电子的“功率-尺寸”发展历程
为了得到更多的功能，在射频系统中的操作需要，通过技术来驱动的科技创新，以及市场需求已经成为并将继续成为真空电子学背后的主导推动力。
就功率-尺寸之间的关系，在真空电子学的发展历程中，通过一系列的器件类型的对比，真空电子放大器的性能可以从上图2得出。
图中的
的物理意义是：
通过射频结构的最大载流子输出功率正比于场交叉区域的面积或者反比于工作频率的平方。
通常来说，对于每一个放大器的“功率-尺寸”图形轮廓展示出了由于技术创新和成熟导致的该器件特有的S型曲线。
由于独特的放大器方法的基本限制，得到成果是越来越困难以至于其曲线趋于平坦。
除了独特的放大器概念强加的限制外，还需要找到一个更好的方法。
这种上升态势以及图3所示已经由于新概念的介入开始保持，这些新概念包括FEL，该技术最近应用于材料学、生物医学以及医学研究等一系列广阔的范围。
二至多道光放大器（MBA）
为了转换成连贯清晰的辐射可以使用的光线功率的条件是：
，在这里
是光线电流，
是光线电压。
二至多道光放大器的目的在于以最低电压来获得最高的功率效率，然后放大器的高压储备量在同样的功率条件下相比于单注放大器的高压储备量能够成为更简单、更可靠、更轻并且更便宜。
对于确定光线的光放大器，随着光线电压的降低，光线电流必然增加。
然而在高光线的光放大器的电流密度而言，稀疏的电荷使得电子群聚减弱，从而导致整个器件效率的退化。
因此对于二至多道光放大器（MBA）的主要特点就是在几个类似的漂移沟道（在其中电子电流密度足够低以保证电子群聚）当中光线电流的分布情况。
在同样的功率和同样的单注电子导电系数的情况下，MBA注电压与单注速调管电压之间的关系是：
。
此外MBKs获得1分贝瞬间带宽，这个带宽要比单注速调管大许多；在某种情况下，MBK的带宽可以和耦合的多孔行波管相比拟。
这些放大器的发展以前主要集中在俄罗斯，最近法国和中国也开始研究并去在这一领域取得不错的进展。
俄罗斯在该领域的研究成果已经发展了一系列的高功率在L、S、C、和Ku波段的MBKs，这些MBK使用6--60道光线可以获得40--45分贝的带宽，并且效率可达30--45%。
关于MBK也有一些特别的性能被报道，这种MBK的示例显示在下面的附表2当中。
在众多的MBK当中，阴极电流密度一般在10--15
，最大可为30
，单在如此高的电流密度下其最大寿命只能在10,000小时以内。
表2MBK性能对比表
虽然周期性永磁体（PPM）聚集在螺旋式行波管并不是一个新的器件，它的发展步伐已经变缓单没有停止。
PPM的稳健性并不让人惊讶，在市场上和用户需求的提高当中仍人占主导地位。
并且在数据交换链接中对带宽的不断增加的需求与螺旋式行波管由很大的依赖性。
它已经成为迅速发展的商业远程通信交流中的一项重要的技术，并且在基于卫星传送的组件当中占据主导地位。
在封装后其重量大约为1千克，现代的行波管（TWT）可提供的平均功率介于几十到几百瓦之间，可以获得大约50--60分贝的带宽，并且所有的行波管（TWT）的侠侣均可高达70%。
如下图3显示了在过去的15年里Ku波段（12--18GHz）的空间行波管在效率和重量之间的改进进展图。
图3Ku波段的空间行波管在效率、重量、功率的发展图
与此同时，在过去的10年里，真空电子放大器的可靠性也获得了显著的提高。
对于很多类型的真空电子放大器其运行寿命通常从“普通”到“卓越”啦。
图4展示了几种挑选出来的放大器的性能的提高，这样就大大减少了很多系统的运作费用。
例如某个美国海军的
高功率雷达系统的每一个插孔每运行一小时的费用从$7.62降低到$0.36，即在最近的10年内减小了20倍。
对于要求苛刻的太空使用的器件，其服务时间需要达到18年以上（即大于150,000小时）。
太空使用的信号发生器的电流数据显示它们的平均无故障时间低于18,000,000小时。
如下图5显示在最近30年里的空间行波管的在可靠性（平均无故障时间MTTF）上的发展历程。
在图5所涉及到的平均功率和频率中，真空电子和固体电子射频放大器等各种类型的器件都获得增加。
真空电子学器件在军用和商用产品中有着广泛的应用，这些领域的器件都需要在高频状态下的高射频功率、同时在诸如高能电子质点加速和智能使用
图4可靠性的提高图真空电子器件的受控的热核聚变的等离子体加热过程这一系列的科学研究领域。
由于高功率和高频率方便优越的性能，商用卫星通信系统、广播、工业加热、空中交通雷达控制系统等领域对真空电子器件有着强烈的依赖关系，此外在诸如射频加速器和降低体温设备等医学系统中也有着广泛的应用。
军事领域中的运用卫星实现通信（上行线路和下行线路）的雷达系统，电子战争系统也非常需要能够实现高功率、高效率、高频率的真空电子器件。
目前在超过270个军事系统中，大约有185,000真空电子放大器组件在服役，而且这个数量还在不断增加！
图5平均功率对应频率下的真空电子和固体电子器件应用领域
（图中虚线表示固体的、慢波的、快波的器件可达到的最佳性能）
两个成功的故事
虽然真空电子器件在众多领域都取得了巨大的成果，目前还剩余的领域主要集中在那些改革步伐起步与最近10年的模块：
“MPM模块”与“建模和仿真模块”。
图6C波段MPM电路设计模板
MPM模块
MPM和毫米波功率组件（MMPM）是一系列连接真空电子技术和固体电子技术的独立的射频放大器的代表。
一套组件包含一个固体放大器（由分立元件或者庞大的微波综合电路部件组成）同时连接着一个高效率低成果的行波管，通常归结为真空功率助爆器（VPB）。
、，功率条件就是能与放大器相互协调。
图6显示出了标准的C波段的MPM电路设计模板图。
所有的效益来源于固体驱动和VPB之间分离的放大器以便在性能和成本之间实现最优化。
固态技术的低噪声信号调节能力可以和真空电子技术的高功率、高效率以及宽波段能力相互替换，取决于实际需要。
这两种技术相互合作的器件在性能和封装上都比使用单一技术的器件优秀许多。
固态驱动起和输出态的VPB之间效应的最佳隔离可以获得许多在性能和封装上的收益，其中包含：
（1）由于VPB在效应和长度上减小，真个放大器在尺寸和重量上减少。
（2）由于VPB在效应上的减少，宽带功率控制能力增强。
（3）在VPB中使用多级的降压收集极可以获得极高的直流到射频的转换效率。
（4）由于固态传动器的使用，噪声性能大大提高（噪声小于10分贝）。
（5）综合收益与温度补偿、相位转换、固态传动器的线性化电路的能力。
（6）由于VPB压缩收益所需的高电压降低，整个器件性能获得了预期的增加。
现在功率调节领域的性能已经获得很大拓展，平均射频输出功率已从40W到200W,并且带宽可以超过3个八度。
例如雷达所需要的那些脉冲需求可以很容易地从数百kHz下脉冲重复频率（PRF）下得上升和下降时间、毫微脉冲与高速调节器之间的综合而得到。
正如在许多不同系统中所呈现的各种类型的器件，MPM和MMPM放大器已经可以在2--45GHz频率下运行。
对于最佳的窄波段设计，直流到射频的转换效率已经可达50%；对于多频设计，中频带效率也可高于35%。
最初采用这种相互协调方法做成的标准放大器如下图7所示，它相当于一个传统的40W行波管放大器（TWTA）。
图7最初采用相互协同技术做成的标准放大器
这种MPM是性能方面取得突破性进展的代表，相比于TWTA在射频功率密度或者综合的固态功率放大器大约增长了13倍，取得了改个性的进展。
以MPM为基本技术的方法适用于各个等级的系统设计中，具有一定的灵活性，这些系统包括适用简单的MPM技术同时被空间、重量、冷却等一系统基本功率规定限制的独立的具有适当的输出功率的信号传送器；采用多重MPM技术的需要高功率并且采用有没的降级措施作为额外的收益的应用器件；需要电子注控制的或者需要高效率辐射功率（ERP）的和X波段间隔的半波长中心对称元素频率下得活跃的电子控制的定相阵列。
建模和仿真模块
设计真空电子放大器需要采用仿真工具的能力对所有放大器类型都有涉及，包括交叉型放大器、螺旋线器件、速调管以及行波管等。
本章节将会重点讲解螺旋线行波管的非线性建模上，因为它是目前唯一采用MPM技术的真空电子扩爆器的类型。
一个完整的螺旋线行波管大信号建模必须能够处理复杂的三维（3-D）几何学就像和谐产生和相互调制的产品一样的多频效应。
然而将粒子视为精确的圆盘并沿着管轴传播的一维建模已经在设计和最优化方面取得了令人惊讶不已的开端。
诺斯洛普格鲁曼公司通过采用一段这样的代码来重新定义C波段（4--6GHz）下已经研制多年的MPM技术做成的螺旋线行波管真空功率扩爆器，并且取得了令人瞩目的性能提升。
通过调节已经被指定的12个分离元器件的轴向位置的倾斜剖面可以实现螺旋线行波管的最优化设计。
一个采用保持12个系数最优化以及提供倾斜剖面的代码的模型可以实现效率最大化。
随后诺斯洛普格鲁曼公司采用计算的倾斜剖面来建立并测试这个螺旋线行波管，其电子效率也可从32%提升至42%，如下图8所示。
经过一维编码过滤的电子注被螺旋线拦截的电子采用的设计，最后会减小放大器的整体效率。
通过使用多维模型编码的克丽丝三维技术，诺斯洛普格鲁曼公司重新定义的C波段的MPM技术
目前仍在使用。
通过追踪多为仿真运动中的粒子，螺旋线中被拦截的电子注的位置就可以被确定；通过调节对应位置磁场的长度就可以消除截获的电流。
为了提高收集效率采用了降压收集极，通过克丽丝三维技术计算模拟中的电子注分布情况即可。
这种方法的使用使得诺斯洛普格鲁曼公司获得了C波段MPM椎间盘美国螺旋线行波管真空功率扩爆
图8基于1-D电路最优化的C波段VPB的测试性能
器总效率高达65%。
由于在最优化设计
中被调节的参数数量巨大，假如该方案不可行的话，通过采用实验的和排错的方法要在实验室想获得这么好得性能所需要的代价是相当昂贵并且费力的。
为了恢复残余电子的活跃能量并且增加整个器件的效率采用了多级降压收集极。
在互作用区域存在并且要进入收集极的把残余电子注作为输入的二维或者三维静电的PIC仿真代码，是收集极设计工具所采用的编码。
复杂的多维仿真代码需要从收集电极、形状、位置尤其是处理在收集极中分散的初级电子和二级电子的重要的效应中提炼而出。
这些编码当然也要涉及到材料问题，推算热能损耗、计算那些可能回流到互作用区域的回流电子的轨道等。
一种新的三维编码器（米歇尔）已经被发展出来，它专门用于多级降压收集极的设计，处理由美国雷声公司开发的一个综合的模型专门用于计算分散的初级和次级电子。
波音电子动力部门运用这些编码器来设计一个四阶降压收集极，用于产生包括分散的初级和次级电子在内的电子运动轨迹。
如图9所示。
图9（a）克丽丝三维电子注拦截图形与（b）PPM场技术修正的电子轨迹
初了为收集极建模外，米歇尔也拥有专用于电子枪设计的三维仿真能力。
三维建模的一个优势在于它可以很好地控制诸如阴极网格之类的现代电子枪中共有一些特征。
此外在MBK中多重电子注的使用也增加了电子注电流，并未增加电子注电压，这也为三维电子枪仿真器的创建提出了需要。
如图10所示为7道电子注的速调管电子枪在米歇尔中的仿真结果。
图10米歇尔软件仿真得到的多道电子枪模型
注波互作用基于物理的非线性模型
从原理上讲任何电子注放大器的运行都可以用电磁场的麦克斯韦方程组加之以电子运动的相对论方程来描述。
这些方程都是共轭的，电流和运动的电子产生的电荷将会产生磁场同时磁场也会导致电子的运动。
最简单的计算方法就是求解麦克斯韦方程组同时采用PIC方法求解电子的运动方程，PIC方法就是电场元素被指定在一个确定的网格中，在连续的时间步长中不断更新位置更新场从而推出粒子的运动。
在过去30年里在计算机能力范围内这种巨大的发展已经成为求解复杂而现实的麦克斯韦方程组的首选方法。
但是，三维PIC方法需要耗费大量的计算机资源，因此在设计中PIC方法并没用得到有效的利用。
首选方法是很困难的并且参数编码非常必要的主要原因是真空电子器件运行时的时间和物理空间规模相差悬殊。
例如在螺旋线空间行波管中，互作用区域的长度是信号被放大的波长的20倍甚至更大。
同时三维空间网格可以胜任用于螺旋线结构的解算并且如果它长到足以包含所有的互作用区域的话更本没法处理，即使是现在的计算机也是如此。
同样地，电子注穿越互作用区域的时间，它的输运时间，肯那个也是当时被放大信号的20倍。
事实上，这些差异的存在几乎成为放大器能够提供清晰连续的放射的先决条件。
因此如果这些同步条件都被满足的话，外面可以利用多倍的时间分析方法来充分利用时间和空间区域的差异，而这些时间分析方法可以使得表述电子群聚和由于注波互作用的场放大的方程得到简化。
通过使用简化的系统描述而成为电子注器件建模设计的有效工具的参数编码软件的提高上，已经做了大量的理论上的努力。
例如多频大信号编码软件克丽丝已经可以计算基本信号的仿真放大和螺旋线行波管中二次谐波的产生，并且相比于一维电子注小于1秒，相比于使用现代PC计算机的三维情形也少于1分钟，并且计算结果非常精确。
一维克丽丝计算的驱动曲线和诺斯洛普格鲁曼公司C波段实验驱动曲线非常吻合（如下图11所示）。
当多维版本的软件使用的时候也可以得到类似的结果。
图11C波段VPB测试曲线和一维克丽丝计算曲线对比
真空电子放大器的效率
真空电子放大器的总效率的简化模型可以做如下推导：
假如进入放大器的总能量就是电子枪中的初始能量
，并且注波互作用产生辐射功率
，都在频带范围内。
既然收益通常是非常高（
），那么“电子效率”
就恰好是这个比值
。
当残余电子注功率
进入收集极，有些电子是恢复能量的。
这一部分称之为“收集效率”
。
残余电子注能量为：
。
所有
所有“总效率”的计算公式为：
这些公式被绘制在附图里面，并伴由一些C波段和Ku波段的在过去50年里面发展过来的螺旋线行波管的范例，就入这门技术进化的图解说明一样。
高数据率通信
高数据率通信需要更高的效率，这就需要更宽的频谱和更好的传输质量，因此直接导致了数字调节技术的使用。
此外对射频沟道容量驱动系统的需要也导致了输出功率和放大器带宽的增加，甚至某些器件需要的带宽高达几百MHz甚至几个GHz。
当这些上述器件由数字信号来驱动的时候，诸如三阶截获这种基于两分频输出的线性特性的传统模拟标准虽然仍然有用，但是已经远远不能胜任啦。
高功率放大器的性能退化现在
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