谐波控制是一种有效提升射频功率放大器效率的技术。本论文主要研究了谐波控制类高效率放大器的工作原理和设计方法。论文贡献概括如下：第一,文章详细研究了F类功率放大器输出拓扑的实现方法,提出了一种基于实际器件特征的紧凑型输出拓扑,并给出了该输出拓扑中各个元件的设计初值。为验证相关改进的可靠性,制作了一款工作频率为3GHz的F类功率放大器。在漏极偏压为27V,栅极偏压为-2.8V,输入激励为25dBm的条件下,功率放大器可输出37.3dBm的功率,功率附加效率达到最大值72.3%。第二,文章深入分析了输入谐波控制对于实现理想逆F类功率放大器的必要性,着重探讨了输入二次谐波与逆F类漏极电流波形的联系,并推导出了控制输入二次谐波的基本原则。仿真与测试结果表明：通过添加输入谐波控制电路,一款工作频率为3.5GHz的逆F类功率放大器的峰值效率提升了6%。当输出功率为39.4dBm时,逆F类功率放大器的漏极效率优于80%。第三,文章提出了一套基于负载牵引实现高效率功率放大器的设计方案。这套方案考虑到输出谐波阻抗效应,对初始设计进行了修正。另外,在宽带匹配电路的设计时,采用了更为精确的微带传输线等效处理。应用这套方案,作者在仿真环境中实现了一款工作频率覆盖2-4GHz的宽带功率放大器。其效率在涉及频段内均优于50%,很好的证明了方案的可行性。