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为了满足即将到来5G时代的高速信号传输,通信系统中的核心部件——功率放大器必须满足越来越高的要求。其中包括:宽带、高效率(工作在较大PAPR(峰均比)的调制信号下)以及数字化等等。Doherty功率放大器作为一种回退效率提升技术在带宽、高回退效率以及易实现等方面具有巨大的潜力。因此本文将从Doherty功放的基本理论出发,扩展其带宽以及回退量以实现更加良好的性能,本文的主要研究内容和创新点归纳如下:1、本文对有源负载调制以及Doherty功放的基本理论进行了分析,提出了其中四分之一波长线的使用对于Doherty功放带宽的限制。在此基础上采用后匹配结构以及宽带输出匹配网络替换了传统Doherty功放中的四分之一波长线以扩展其工作带宽。在该理论基础上设计了一款工作于2.1GHz-2.6GHz的Doherty功放。实验结果表明其在设计频段内:饱和输出功率为:43.4 dBm-44.2dBm;饱和漏极效率为:54.8%-67.3%;6dB-8dB输出功率回退区间其漏极效率为:44.6%-58%;饱和增益为:11.5 dB-13.4dB。另外分析了裸片较带封装的晶体管的优势,在此基础上采用裸片设计了一款面向5G应用的Doherty功放,实验结果表明:其在3.3GHz-4.3GHz饱和输出功率大于43.1dBm;饱和漏极效大于58.6%;6dB回退区间效率大于45%;饱和增益为7dB-10.75dB。以上两款Doherty功放与近期报道结果对比皆具有一定的优势。2、本文分析了连续J类功放的负载阻抗解空间扩展方法以及其基本原理,并且分析了非对称Doherty功放的基本理论以扩展传统Doherty功放的回退量。在以上基础上将连续J类功放的阻抗解空间运用于非对称Doherty功放的设计当中。基于这一模型,本文设计了工作频段为1.8GHz-2.6GHz的宽带非对称Doherty功放。实验结果表明该Doherty功放在1.7GHz-2.5GHz内饱和输出功率为:44.8-45.2dBm;饱和漏极效率为:51.4%-67.8%;9dB输出功率回退区间其漏极效率为:49.6%-63.4%;饱和功率增益为:8.2dB-13.2dB。3、本文分析了传统单输入Doherty功放中的限制因素,并在此基础上提出一种基于幅度与相位差可控的数字双输入三路Doherty功放的架构。仿真与实验结果表明该结构能够有效的排除传统单输入Doherty功放中的相位补偿线、固定功分比以及深度偏压的C类功放对Doherty功放的设计所带来的限制。为了验证该结构的优势,笔者设计了频段为3.4GHz-4.2GHz的数字双输入三路Doherty功放。测试结果表明:该Doherty功放在3.3GHz-4.1GHz内饱和输出功率大于46.5dBm;9dB输出功率回退区间漏极效率优于49%。