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伴随着无线通信技术的飞速发展,无线发射系统的关键部件对于系统整体性能起着决定性作用。其中之一是射频功率放大器,它位于发射系统的尾部,负责将系统的输入功率放大到一定程度后传输到天线系统,其性能优劣和体积大小影响着无线发射系统性能。本文针对功率放大器的小型化和多器件融合设计开展了深入的研究。本文的主要工作包括以下几个方面:1.提出了一种新型滤波功率放大器(Filtering Power Amplifier,简称FPA)。传统的滤波器和功率放大器被看作两个独立的器件并被单独设计。为了进一步优化整体性能,缩减器件尺寸,本文提出了一种新型滤波功率放大器,其输出匹配网络采用特定的拓扑结构,并通过集总参数等效电路来揭示其物理机制。在设计过程中采用多次谐波迭代牵引的方法来确定其最优的源和负载阻抗值,使整体设计在保持高效率的同时,还具有良好的频率选择性和高达4次谐波的抑制等优异性能。仿真和测试结果表明,该滤波功率放大器在效率、带宽和谐波抑制能力等方面优于国内外其它文献所报道的同类器件水平。2.提出了一种新型滤波Doherty功率放大器(Filtering Doherty Power Amplifier,简称FDPA)。传统的Doherty功率放大器采用Wilkinson功分器分配输入信号。为了有效地纯净输入信号的频谱,本文提出一种具有谐波抑制能力的新型滤波功分器,并应用到传统Doherty功率放大器之中,这样不仅构成了具有滤波功能的Doherty功率放大器,而且通过融合器件的设计方法缩减了整体的尺寸。通过集总参数等效电路揭示了滤波功分器的物理机制,并有效地应用到设计过程中。根据以上设计方法,加工并测试了一个中心频率在2 GHz的滤波Doherty功率放大器。与国内外文献所报道的同类器件相比,该滤波Doherty功率放大器在保持了较高的回退效率和回退功率的同时,还具有达到300 MHz的带宽和高达4次的谐波抑制等优异性能。