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为了提高数据速率和频谱利用率，现代的无线通信系统中普遍采用变包络的复杂调制技术，这导致信号具有很高的峰均功率比。为了满足线性要求，这就要功放工作在输出功率回退的低效率区域。采用电源调制的包络跟踪技术是由于其高效宽带等优点成为提高功放平均效率的最有效的方案之一。本文主要研究高效包络跟踪放大器的设计，首先对包络跟踪放大器的结构原理进行了简要介绍，然后重点研究了包络放大器和对应功放的优化设计。高效宽带的包络放大器设计是ET设计的主要难点之一。本文着重分析了线性放大器和Buck型开关直流-直流变换器并联组成的混合型包络放大器的原理和设计，并对其纹波和开关频率等指标进行了估计。以此为基础，设计了小功率（500mW以下）低输出电压（5V及以下）输出的混合型包络放大器，以不同的单音包络信号进行了测试，效率约为51%到75%。此外，本文对该包络放大器线性和开关部分设计进行改进，制作了最高输出功率约10W、最大输出电压约15V的混合型包络放大器，在输入几组不同的单音包络信号测试下，效率约在60%到80%。最后，对利用甚高频E类直流-直流变换器的新型高效宽带包络放大器进行了初步研究，并设计仿真了E类直流-直流变换器。射频功放所能到达的最大效率限制着ET技术的效率。本文分析了晶体管寄生参数对实际F类功放设计的影响，尤其是ET中功放管的非线性输出电容随漏极电压的变化而引起负载阻抗的变化。为了取得最大平均效率，文中针对特定信号（WCDMA信号）的概率分布对功放负载进行了优化匹配设计。最终，利用飞思卡尔公司的GaAs pHEMT晶体管MRFG35010设计制作了用于ET的F类功放，经单音信号测试，在漏极电压12V，输入功率为28.9dBm时，输出功率39.1dBm，漏极效率约为70.5%。最后，本文对ET整体设计实现中功放特征提取和包络波形控制进行了研究，并对理想包络放大器下的ET进行了整体仿真。验证了ET对功放平均效率的提高以及等增益包络波形控制对ET线性的改善。最终，借助仪器以实际的包络放大器和功放进行了简化的ET实验验证。