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在现代无线通信系统中，射频功率放大器作为其中的核心器件，直接影响着整个系统的通信质量。近年来，无线通信系统不断对射频功率放大器的效率提出更高的要求，研究如何提高射频功率放大器的效率是一个重要的课题。谐波控制技术是一种有效提高功率放大器效率的方法，高效率的F类和逆F类功率放大器即基于此方法，本课题针对F类和逆F类功率放大器中的谐波控制电路进行研究与设计，其F类和逆F类功率放大器具有100%的理论效率，因此成为目前高效率功率放大器的研究热点。 本论文首先阐述了谐波控制技术提高功率放大器效率的原理和F类、逆F类功率放大器的设计方法；然后在射频仿真软件ADS中，通过负载/源牵引法和谐波平衡仿真得到了2.4GHz工作频率下的F类和逆F类功率放大器基波和谐波的源和负载阻抗条件，其中功率晶体管均采用Cree公司CGH40010F GaN HEMT晶体管。利用仿真得到的源和负载阻抗条件，分别设计了F类和逆F类功率放大器的输入和输出匹配电路，利用开路枝节线结构，使得功率放大器在谐波处满足特定的输入和输出阻抗要求，同时不影响基波处的阻抗匹配条件。为了达到功率放大器对输入功率的要求，采用RF2126设计了驱动放大器。最后对功率放大器进行了加工，并根据功率放大器的测试要求搭建了相应的测试平台进行实测。测试结果表明，在输入功率为27dBm时，实测F类功率放大器输出功率为40.4dBm，功率附加效率（PAE）为61.26%；逆F类功率放大器输出功率为41.1dBm，功率附加效率为62.28%，满足设计需求，并与软件仿真结果基本相符。