微波无线输电具有传输距离远、损耗小、定向性好等其他无线输电方式无法比拟的特性,能够远距离进行大功率的能量传输,在空间太阳能发电、智能家居、体内医疗设备等领域有着广阔的应用前景。射频功率放大器是微波无线输电系统的重要组成部分,直接影响着微波无线输电系统的性能。国内外基于无线输电研究所使用的功放大都是为无线通信设计的产品,这些产品为了保证线性度通常会对功放的输出功率与效率做一定的牺牲。为了降低微波无线输电的成本,提高微波无线输电的功率与效率,本文主要针对用于微波无线输电的射频功放进行研究与制作。本文首先分析了微波无线输电与射频功率放大器的研究现状,接着对设计射频功率放大器的基础理论进行了探讨,在对比几种匹配电路常用拓扑的基础上,选择了更适用于高频的混合集总和分布元件匹配结构作为本文匹配网络的基本拓扑,以获得更好的性能与可调试性。其次,在分析微波无线输电系统需求的基础上,确定了功放的设计指标,采用了ERA-6SM(初级)、ADL5606(驱动级)和NPT2021(末级)以三级级联的形式构成功放系统。详细描述了功放系统的设计步骤,使用S参数模型在ADS射频仿真软件中进行仿真设计,并采用优化调谐与将输入、输出匹配网络迭代到负载牵引与源牵引中等方法进行功放匹配网络的优化设计,使输入网络尽量多从输入端获得能量,使输出网络尽量少的反射能量,在2.45GHz频率点尽可能的提高功率放大器的输出功率与效率,最后设计出满足指标要求的功放电路。最后本文使用Altium Designer软件与ADS软件相配合完成了三级射频功放的PCB版图绘制,使用SolidWorks软件完成了末级射频功放的腔体设计,完成了功放的实物制作。通过反复调试与优化,最终本文研制的射频功率放大器在2.45GHz频点输出功率高于30W,效率高于40%,并在微波无线输电系统中进行相关测试实验,成功实现了效果良好的无线输电。