随着通信技术的飞速发展,功率放大器作为发射端的核心部件,在迎来巨大市场前景的同时也面临着许多设计方面的挑战。如何解决功率放大器在转换效率与工作带宽之间的相互制约成为了设计者面临的关键问题。对此,本文首先提出了改进型混合连续类功率放大器,缓解了其理论中带宽拓展与效率退化的矛盾。在此基础上,提出了双功率模式三频带功率放大器设计方案,以适应不同基站、特种设备的发射需求,并利用输入输出谐波联合控制方法进一步提升连续类功率放大器的效率与带宽。此外,本文构建了连续类Doherty功率放大器的电路拓扑,提出连续类负载调制方案改善了功率放大器的回退功率效率、带宽与增益。论文的主要内容和创新点如下:1.提出了混合连续类扩展型的改进型高效率负载阻抗解空间,缓解了其理论中带宽拓展与效率退化的矛盾。设计了一款工作在0.8-2.2 GHz的改进型混合连续类功率放大器验证了理论的正确性,其在工作带宽内拥有38.2-42.1 d Bm的输出功率和55%-70.3%的漏极效率。在此基础上,提出了双功率模式三频带功率放大器设计方案,以适应不同基站、特种设备的发射需求,提高了功率放大器的能效转换。该方案采用输出阻带网络迁移方法避免了输出网络的传输零点影响负载阻抗匹配,并提升了带内性能;结合漏极供电切换方法,使功率放大器可以在不同的输出功率下保持高效状态。所实现的双功率模式三频带功率放大器的工作频点为0.9/1.5/2.1 GHz,在低功率模式拥有33.7/35.2/34.7 d Bm的输出功率和71.8%/58.8%/66.6%的漏极效率;在高功率模式有40.0/41.4/41.2 d Bm的输出功率和71.2%/58.6%/68.1%的漏极效率。2.探究了混合连续类功率放大器输入二次谐波分量对其性能的影响,提出了一种输入谐波基波联合控制的效率提升方法。首先,将晶体管非线性电容在栅极产生的二次谐波成分加入理论分析,提高了理论分析的准确性;通过分析实际导通角、漏极电压和电流波形的变化,确立了输入二次谐波分量与输出功率和效率的关系,阐述了输入谐波基波联合控制提升效率的原因。然后通过仿真对照实验进一步验证了该方法对效率的提升作用。为了提升宽带功率放大器的效率,提出了该方法的宽带设计准则并设计了一款工作在1.7-2.8 GHz的宽带高效率功率放大器,其带内的实测漏极效率为61.2%-72.4%。3.分析了Doherty功率放大器的带宽限制因素,基于连续类模式带宽拓展方法,提出了连续类阻抗逆变方法,提升了Doherty功率放大器的回退效率与工作带宽。所设计的宽带Doherty功率放大器在3.3-4.3 GHz的频率范围内,饱和输出功率为43.1-44.3 d Bm,6 d B回退功率漏极效率为46.3%-52.3%。在此基础上,探索了高增益阻抗空间与连续类阻抗空间的公共交集,提出了一种晶体管的等效寄生参数模型,构建了连续类模式Doherty功率放大器的电路拓扑,结合所提出的后匹配辅助谐波控制方法,简化了负载调制网络的设计需求,改善了Doherty功率放大器的带内增益。所设计的高增益Doherty功率放大器在3.1-3.6 GHz的频率范围内,饱和功率为41.8-42.8 d Bm,饱和增益为13.0-15.1 d B,6 d B回退功率附加效率为35.4%-41.1%。