随着数字信号处理技术与半导体工艺的快速发展,无线通信也进入数字化时代,数字发射机在数字域进行信号处理与调制,无需模拟器件,系统可在使用同一硬件前端的情况下改变软件算法的参数来改变通信系统的频率、信道等。数字前端方案与传统发射机相比具有高集成度、小型化以及灵活配置的优点。由于通信频谱资源和用户需求的问题,调制信号信号峰均比越来越高。因此,研究能够同时实现高效率和高线性度的数字发射机具有十分重要的意义。本文研究与设计基于高效率功率放大器的数字Outphasing发射机,主要工作如下:第一,提出一种基于FPGA的全数字异相信号分离与调制的实现方案,解决了传统异相信号分离与调制存在相位不对称、无法灵活配置的问题,通过Verilog硬件语言描述电路结构,最终在FPGA上实现异相信号分离与调制的数字电路。第二,基于Chireix功率合成器设计了一款中心频率1GHz的Outphasing功率放大器,通过在两支路功放引入补偿电纳的方法来提高异相功率放大器回退效率。功率回退7.5d B时,功放漏极效率保持在60%以上。第三,提出了一种基于负载牵引和网络综合的异相功放功率合成器的设计方法,为验证该方法设计了一款1GHz的新型Outphasing功率放大器,与FPGA产生的数字信号联合测试。与Chireix Outphasing功率放大器的设计相比,方法简单,优化设计流程,处理高峰均比的信号时仍然保持较高的回退效率。功率回退8d B时,功放漏极效率保持在60%以上。