为了实现超高速的海量数据传输,下一代无线通信系统中的传输信号将采用远超当前的带宽。作为无线通信系统中的核心部件,功率放大器需要在保持性能的同时扩展自身的工作带宽。针对宽带应用场景,本文分别研究了改进型连续类功率放大器的设计方法、宽带Doherty功率放大器的新型结构以及双频段优化的宽带功率放大器的实现技术。本文的主要内容和创新点如下:1、分析了寄生与封装参数对连续B/J类工作模式的阻抗解空间的影响,提出采用有源器件封装端面的紧凑阻抗解区域进行连续B/J类设计的宽带功放实现方案。为了分析谐波阻抗失配对宽带功率放大器性能的影响,建立了有源器件的简化非线性电路模型,通过仿真进行了谐波阻抗失配条件下连续B/J类功率放大器的性能分析。在以上分析基础上设计并实现了工作频带为0.8-3.6 GHz的超宽带连续类功率放大器,在工作频带内该功放的饱和漏极效率达到55.8-74.1%。相关仿真与测试结果均表明了所提出方法的可行性。2、分析了传统Doherty功率放大器结构的主要带宽限制因素,在此基础上提出了采用低阶阻抗逆变器结合后匹配结构实现宽带Doherty功率放大器的方案。后匹配结构能够避免载波与峰值功放的输出匹配网络对Doherty结构的带宽限制,所提出的低阶阻抗逆变器则能够拓展负载调制网络的带宽。采用该方法设计并实现了工作在1.7-2.6 GHz频带内的宽带Doherty功放,在工作频带内该功放的6 dB回退效率达到47-57%。相关实验结果验证了该方法在宽带Doherty功率放大器设计中的可行性。3、为了扩展后匹配结构Doherty功率放大器的高效率回退区间,将传统的非对称拓扑运用于所提出的后匹配结构中。通过采用非对称漏极电压偏置,后匹配Doherty功率放大器能够实现更大的高效率回退区间。在非对称结构下,对后匹配Doherty结构和低阶阻抗逆变器的设计参数做了相应修正。所设计的非对称后匹配Doherty功放在800 MHz带宽内实现了8-9 dB的高效率回退区域,在回退区的漏极效率均高于50%。4、提出了一种双频段优化的谐波控制类宽带功率放大器的设计方法,采用双频段谐波控制网络与宽带基波匹配网络结合的方式对宽带功率放大器工作频带中的特定频段实现了效率优化。所设计的功率放大器的谐波控制网络由多个终端开路的传输线构成,能够实现二次与三次谐波阻抗的双频段控制。所实现的宽带功率放大器的工作频带为1.8-2.7 GHz,在带内的两个优化频段1.9和2.6 GHz,分别达到81%与74%的饱和漏极效率。5、提出了一种双频段优化的宽带Doherty功率放大器设计方法,采用双频段负载调制网络与宽带载波、峰值功放结合的方式实现了Doherty功率放大器的双频段回退效率优化。该结构中的阻抗逆变器和峰值补偿线均由直接匹配结构实现,能够满足双频段Doherty功率放大器的运行要求。由于该结构中采用了已匹配的宽带功率放大器和宽带后匹配网络,其每个优化频段的工作带宽要高于传统双带Doherty功率放大器。在所设计的优化频段1.8和2.6 GHz,该功率放大器在6 dB回退区达到了63%和51%的漏极效率。