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2011年底全球移动用户数量已突破60亿，用户需求也日趋多样化。伴随而来的，则是具有大系统容量和高数据速率的3G(第三代移动通信技术)标准的全面商用。作为3G标准之一的TD-SCDMA，具有我国自主知识产权，其商用化进程也已在全国展开。并且，其演进技术LTE(Long Term Evolution,长期演进)的研究，也取得了阶段性成功[1]。Equation Chapter1Section1作为发射机末端重要的部件之一，射频功率放大器消耗了发射机大部分功率。特别是在高通信速率，高峰均比TD-SCDMA信号的情况下，为满足一定信号的质量，功率放大器通常工作在功率回退区域，其效率更低，消耗的功率更多。因此，提高功率放大器的效率，不仅有利于提高整机的效率，降低功耗，而且保护环境，实现可持续的发展。F类功率放大器是一种基于谐波滤波电路的高效率功率放大器，通过改变漏极电压和电流的波形来提高效率。理想情况下，F类放大器具有理想开路和短路终端，漏极电压和电流波形没有重叠，理想漏极效率能达到100%。在实际电路中，功率管的寄生参数对F类放大器的效率影响较大，选取寄生参数影响较小的砷化镓、氮化镓功率管和合适的匹配网络，有利于降低其影响，提高F类放大器的效率。本文以高效率功率放大器作为研究对象，首先描述了诸如D类、E类、F类等高效率功率放大器和多合体结构的技术现状，并详细讨论F类功率放大器的设计。然后，结合相关的项目需求，选取Nitronex公司的GaN功率管NPTB00004，设计了频率范围为2300MHz~2400MHz的F类功率放大器。最后，在ADS软件平台上对驱动功放和F类功放进行了性能仿真，用Altium Designer软件设计印制电路板，并用单音和TD-SCDMA9载波信号对功放的性能进行了测试。在单音信号测试下，峰值附加效率达到71.6%，峰值功率达到37dBm；在TD-SCDMA9载波信号测试下，峰值效率为58.7%，输出功率P1dB为34dBm，未用数字预失真纠正的线性ACLR测试为19dBc。在文章的最后，对下一步的研究工作，即饱和多合体的设计，进行了展望。