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近年来,由于通信系统的发展,对发射机中功率放大器的各项指标要求越来越高,设计出高效率、小型化、低成本和宽带的功率放大器对通信系统有重要意义,其次随着第三代半导体技术的发展,也为设计出高功率高效率的放大器奠定了基础。本文主要研究设计高效率和宽带放大器,具体工作总结如下:本文先具体地介绍了功率放大器的各项指标和分类,以及功率放大器设计的一般流程。其中F类放大器作为谐波控制类放大器,相比其他高效率放大器有诸多优势且设计简便,因此先具体分析了F类功放的传统结构及其与实际设计的差异,进而对传统F类功放稍加改进,并基于此设计了一款2.14GHz的高效率F类放大器,通过ADS原理图仿真得出在输入功率28dBm时,PAE高达83%,输出功率40.1dBm,并经加工测试PAE最高为77.1%,漏级效率最高为81.9%。验证了改进设计的可行性。介绍传统的E类功率放大器传统结构,使用GaN晶体管设计了一款2.1GHz的高效率E类放大器,其中输出匹配网络在E类功放传统结构基础上增加了谐波控制电路,而输入匹配网络基于源牵引设计。测试结果显示在输入功率为26dBm时,PAE最大为76.28%,此时输出功率为38.8dBm。介绍了几种宽带匹配方法,其中的切比雪夫低通滤波器匹配法虽然计算较为繁琐,但是设计相对简单方便,因此使用切比雪夫低通滤波器匹配法设计了一款工作在0.7-2.3GHz宽带放大器,仿真结果显示当输入功率28dBm,漏级电压28V,栅极电压-2.7V时,在带宽0.8-2.3GHZ内PAE>64%,输出功率大于40dBm。在功放的实际设计中,为了减小最后实测和仿真的差距,本文十分注重原理图仿真和版图仿真的结合,并在电磁联合仿真时考虑实际直流溃电线以及接地孔的影响,最大化地减小仿真结果与实际测试的误差,实际测试也证明这种方案的可行性。