随着国内高速铁路技术的不断发展和高速铁路网的不断完善，普通公共移动通信系统与传统铁路模拟通信系统已不能满足铁路运营和旅客出行对移动通信系统的技术要求。为高速铁路网建立一个专属的移动通信系统变得非常必要与紧迫。移动通信系统包含发射机和接收机，而功率放大器是整个发射机的核心部件。为保证调制信号保真度并避免干扰邻近信道的正常工作，确保列车的安全稳定通信，GSM-R系统对功率放大器的线性度提出了苛刻的要求。为此，本文做了以下工作:　　分析了功率放大器的非线性特性，介绍了目前几种常用的功率放大器线性化方法（功率回退、前馈、反馈、预失真等）。本设计采用功率回退技术、模拟预失真及正交平衡结构来提高功率放大器的线性度，以达到GSM-R系统对功率放大器线性度的要求。　　对设计所需要的模拟预失真器进行了理论研究和仿真，并对正交平衡结构放大器进行了仿真。仿真结果表明，该结构可以改善功率放大器的三阶互调失真，而模拟预失真器可以进一步改善功率放大器的线性度特性。　　研制了一种三级级联正交平衡放大器，设计中采用三级级联放大器以完成高增益及系统的功率输出电平。同时，为了增加功率放大器模块的稳定性及可靠性，设计中增加MCU对功率放大器的输出状态及输入输出驻波比、温度进行监控与报警。　　双音测试结果表明，模块在输出功率40dBm时，三阶互调IMD3约为-63dBc，达到GSM-R系统要求。