无线通信系统一体化、智能化发展以及宽频带多模式的通信应用对功率放大器提出新的要求。开展有源负载调制放大器的研究,可以使宽带功放通过负载调制在不同的频率点或不同的功率区间表现出较好的效率性能。基于最近提出的负载调制平衡放大器技术（Load Modulated Balanced Amplifier,LMBA）,本文针对宽带功率放大器回退状态的效率提升以及超宽带功率放大器饱和状态的效率增强进行了相应的研究。本文首先对有源负载调制放大器进行介绍与理论分析,对宽带功放的回退效率提升以及超宽带功放饱和效率增强展开研究。结合LMBA的基本理论和负载牵引（Load-pull）测试,对LMBA的负载调制过程和设计作了详细的分析。本文的主要内容和创新点如下:1.针对高频率、高输出功率宽带LMBA设计中幅度调制困难的问题,本文结合管芯的负载牵引测试,提出了宽带LMBA MMIC主功放输出预匹配的设计方法。基于0.25 μm GaN HEMT工艺平台,设计了一款工作在8-12 GHz的LMBA芯片。连续波测试条件下,芯片饱和输出功率大于20 W,饱和效率为50.5%～55.7%,功率回退6 dB时效率仍能保持在40%以上。测试结果表明,本设计在输出功率回退6 dB处相较于归一化理想B类功放具有15%～17%的效率提升,验证了添加预匹配网络的宽带LMBA设计的可行性。2.为实现一体式单输入LMBAMMIC的宽带应用,本文结合输出预匹配设计方法,输入端移相和功分网络以及GaN晶体管饱和深压缩特性,设计了一款8～12 GHz一体式单输入LMBA MMIC。连续波测试条件下,饱和输出功率大于20W,饱和效率基本大于50%,功率回退6 dB时效率为30%～37%。相较于归一化理想B类功放,本设计在输出功率回退6 dB处具有5%～10%的效率提升。3.针对超宽带功放输出匹配不完全的状况,本文将LMBA的有源负载调制技术融合到超宽带功放的输出匹配设计中,提升了电路的饱和效率。基于0.20μm GaN HEMT工艺平台,设计了一款应用于饱和效率增强的6-18 GHz LMBA MMIC。连续波测试条件下,芯片饱和输出功率为41.1 dBm～43.3 dBm,附加效率为21.8%～42.7%,10.5-12 GHz频段内附加效率能够保持在40%以上。芯片测试结果表明,相比于对照组中未进行负载调制的常规平衡功率放大器（BPA）,饱和功率输出状态下LMBA的附加效率具有3.6%～9.9%的提升。