功率放大器(功放)是无线通信系统中的关键模块之一。随着无线通信技术迅速发展,不断提出的新标准和新制式对系统中所用功放提出了宽带、高效率、大功率等的要求。其中,提高功放的效率、拓展功放的带宽一直是功放研究的两个重要方向。在提倡节能环保的今天,提高通信系统中耗能最多的功放的效率对于降低运营成本、降低能耗、延长供电电池寿命等意义重大。拓展功放的工作带宽,使功放能支持多标准多频带的通信系统,在多标准多频带通信系统飞速发展的今天显得愈发重要。经典的功放设计方法很难同时满足宽带、高效、大功率的要求。而新型的J类功率放大器则在功率、效率、线性度和带宽之间做了很好的综合考虑,能在保持高效率的同时取得良好的带宽特性。本文以宽带高效率J类功放为主线,详细讨论了经典的功放设计方法、J类功放理论以及J类功放的实际实现等问题。首先详细介绍了宽带高效率功放设计中经常用到的经典设计理念和方法。重点介绍了负载牵引技术和谐波控制类功放的原理,为研究J类功放的理论和实现做好铺垫。第三章对J类功放理论做了系统地阐述和总结。首先介绍了J类功放导出的条件和过程,并对具体的基波阻抗和二次谐波阻抗条件做了具体的推导和讨论。然后着重介绍了J类功放理论中最重要,也是最有价值的连续型工作模式和设计空间的概念。J类功放理论和连续型工作模式的概念为宽带高效率功放设计提供了一个有益的参考和新的思路。第四章紧承第三章的J类功放理论,针对J类功放的具体实现问题展开了研究。首先对晶体管寄生参数对J类功放设计可能带来的影响做了评估。接着在综合比较J类功放一些常见的实现结构的优缺点的基础上,围绕着宽带高效率J类功放的实现,提出多种高效宽带功放的设计方法和结构。主要的工作具体如下：1.提出了一种将基波匹配、谐波控制和直流偏置电路综合在一个简洁紧凑的结构中的J类功放设计方法。用该方法设计出的输出匹配网络阻抗变化轨迹,基本呼应了J类功放设计空间中最优阻抗的变化趋势,因此能在较宽的带宽内保持较好的性能。2.将传统宽带功放设计方法与J类功放设计方法相结合提出了一种基于负载牵引技术并且具有谐波抑制功能的高效率宽带功放设计方法。该方法不需要对晶体管寄生参数进行建模,只需进行负载牵引得出不同频率处的一系列满足性能要求的最优阻抗值,然后分析这些阻抗值的分布区域,设计满足阻抗分布区域的匹配网络。紧接着为实现该设计方法,提出了一种设计结构,该结构拓扑结构简单,易于控制且拥有很好的谐波抑制能力和基波匹配功能；3.利用两段串联微带线将J类功放的工作频率拓展至两个频段,进一步拓展了J类功放带宽,并对设计中不可避免会遇到的谐波阻抗和基波阻抗匹配冲突问题作了一些分析。对上述三种功放均进行了设计实现和实验测试验证。