当下社会对高速数据传输以及多功能智能移动通信设备的巨大需求,推进了无线通信技术的高速发展,同时也给无线通信设备的设计制造带来了巨大的挑战。5G,WLAN,BLUETOOTH,ZIGBEE等新技术都需要占用本来就日益拥挤的低频段民用频谱资源。同时大功率所引起的散热问题也不容忽视。微波功率放大器是无线通信系统中的关键模块,其工作性能直接决定了系统的性能。J类功率放大器通过调制二阶谐波分量,达到增加效率的目的,同时与器件的模型参数结合紧密,仿真与实际更接近。相较与F类,其拥有更好的线性度,更简单的电路结构,更为廉价。并可以将器件模型参数与电路一同进行设计,减小仿真误差。基于GaN材料的ALGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)因其自身材料特点所具有的高电子迁移率(AlGaN/GaN材料电子迁移率可达2000cm2/V-S),高禁带宽度(3.4eV),以及高击穿电压(击穿场强可达3.3MV/cm),高热导率(为GaAs材料的四倍)等自身独有的优势,逐渐成为微波大功率器件以及电路领域的研究热点。本文利用西安电子科技大学自主研制的一款20mm栅宽SiC衬底GaN HEMT器件,对其建立EEHEMT模型,并采用微组装技术制成一款5.5GHz频率下,500MHz增益带宽,60W以上输出功率,40%以上PAE内匹配射频功率放大器。本文在最后一章重点分析了J类射频功率放大器提高效率的理论基础,使用PA-Wave对理想晶体管放大器输出电压电流波形进行分析,提出了一种通过计算负载线阻抗配合傅里叶分析计算最优输出阻抗的方法。并以此为依据,设计了一款可以工作在1.85GHz的J类射频功率放大器,效率可达63%,并且在漏极电压大幅波动的条件下还能保持稳定的PAE值。