随着近年无线通信的飞速发展，无线通信标准层出不穷，为了兼容不同的无线通信标准，扩大通信覆盖范围，大功率宽带射频通信系统成为研究的热点，而功率放大器的性能直接制约着无线通信系统的带宽、效率和通信距离。与此同时，氮化镓(GaN)作为新一代功率材料带动了功放性能的进一步提升。基于此背景，本文针对GaN功率放大器模块电路在功率提升和带宽拓展方面的关键技术进行了探索并研发了三款功率放大器模块，并细致地介绍了设计过程中的关键问题以及使用的设计方法。　　第一款功率放大器探究了功率提升的关键技术，使用流片的GaN管芯在管壳内进行功率合成，在没有大信号模型的条件下，搭建负载牵引系统进行负载牵引测试，并设计了宽带TRL测试夹具来提升待测器件稳定性和系统测试精度。基于测试数据成功研制了分别工作于2.6GHz和3.5GHz，带宽为200MHz的功放模块，其中2.6GHz功放模块最高输出功率达到53W，漏极效率大于81％，3.5GHz功放模块最高输出功率达到51W，漏极效率大于68％。　　第二款和第三款功率放大器模块探究了拓展功放带宽的关键技术。第二款功放模块基于CGH40030D裸片，通过变阻滤波器宽带匹配方法和优化的ADS&HFSS联合仿真策略，该模块工作于1.9GHz到4GHz，输出功率大于27W，线性增益大于10dB，漏极效率最高可达74.5％。第三款功放基于CGHV60040D裸片，采用更为紧凑的设计去除管壳的寄生，最终测试结果显示在1.6GHz到5.4GHz频带内，功放输出功率大于25W，效率最高可达74.6％。