近几年来，电子技术的革新不断推动着无线通信技术的进步，无线通信设备向着高性能、低功耗的方向发展，基于高集成度和成熟CMOS技术的硬件电路是其实现的基础。射频发射机电路是构成各种无线应用的关键电路模块，其性能表现对于整个系统产生至关重要的影响。因而，设计高效的发射机电路在众多场合具极其重要的意义。本文围绕着如何从电路拓扑结构层出发提高发射机调制效率和性能展开相关研究，首先介绍了和分析了传统的正交发射机电路特点，正交发射机采用一对在相位上相差90度的正交本振信号分别与I/Q基带信息混频，将信号划分到两个对称的正交支路进行处理，但这两条支路存在的失配因素会对发射机性能产生显著的不良影响。从数学角度分析调制后的信号等效表达式，正交调制的信号也可看作对一个单相载波进行调幅和调相处理的结果。基于这种等效，文章解释了极坐标调制模式的基本构思，在已有结构的基础上进行改进，提出了一种直接在数字基带处对原始基带信号进行特殊变换，预先分离出调幅信号和相位变量，再完成相应调制的极坐标发射机结构。文中所提出的整个发射机构架包括信号转换模块、包络信息恢复模块、相位调制模块以及功率放大模块这几个主要部分。文章解释说明了所设计的各个模块在信号处理流程中各自的作用以及相互之间的联系，并总结了该结构相对于传统正交结构的各项优点，随后完成主要模块相应的电路设计实现。基于Cordic算法思想，在Modelsim平台完成信号转换模块电路的Verilog代码描述，并进行相关仿真。另外，采用TSMC0.18μm RF CMOS工艺库，在ADS仿真环境中设计了一个E类功率放大器，其仿真结果表明在8~12GHz X波段范围内，该放大器可以提供18dBm输出功率以及60%的信号功率提升效率，而在应用到移动通信1.7~2.7GHz工作频段内，其小信号增益为15~20dB之间，功率提升效率在50%左右，仿真结果基本达到了关键模块的主要指标要求。