拓展宽带和提高效率一直是功率放大器研究的两个重要方向。而传统的谐波控制类功率放大器依赖于谐波的精确控制,这在一定程度上增加了匹配网络设计的复杂度,会使得工作带宽受限,因此很难同时满足宽带和高效率的要求。为此,国外学者提出了一种新型的谐波控制类功率放大器的设计理念,即J类功率放大器。J类功率放大的实现是综合考虑了带宽、效率、线性度和功率等性能,在提升功率放大器带宽的同时能够保持高效率,较好地解决了传统功放设计中带宽和效率难以兼顾的矛盾。本文以高效宽带射频功率放大器的设计展开研究,重点针对高效宽带J类功率放大器。本文的主要内容和创新点如下:1、系统地介绍和总结了J类功率放大器的基本理论。首先阐述了J类功放的推导条件和过程,然后结合输出端漏极电压电流波形分析了J类功放的谐波控制原理,最后借助J类功放理论中最重要的连续型工作模式和设计空间的思想给出了J类功放具有良好的宽带特性的原因。2、结合特定的输出网络拓扑结构介绍了传统J类功放的设计原理,并通过仿真和加工测试指出了传统设计方法的不足。紧接着论述了另外一种传统的宽带高效率功放匹配电路设计方法,即实频技术,同时分析其存在的问题并以此为基础提出了J类功放的一种新型的网络综合方法。该方法能够实现基波阻抗和谐波阻抗的同时控制,并且能够综合出匹配网络结构的具体参数,进一步增强了J类功放的宽带和高效率性能。最后,给出了完整的公式推导和设计流程图。3、利用传统设计方法和新型的网络综合方法均进行了J类功放的设计实现,通过实验测试验证了J类功放具有宽带的潜力,并进一步通过仿真和测试对比,证明了新型网络综合方法实现的J类功放带宽和效率性能更好,其设计方法更具有通用性和灵活性的特点。