信息通信技术推动着人类社会的进步和快速发展,尤其是无线通信网络技术加速了现代社会信息化进程。但移动通信网络能源消耗所占的比重也随之剧增,对全球气候产生巨大的影响。射频功率放大器（Power Amplifier,PA）作为5G产业链中的上游产业,一直是研究者的热点课题。为了适应整个射频环境的变化,PA正朝着更宽的带宽、更高的效率、更好的增益等方面发展,设计高效率的PA是保障无线通信质量及绿色通信节能减排的关键技术之一。而输入输出匹配电路作为功放电路的主要组成部分,能实现较好的阻抗匹配,故成为提高功放指标的关键。本文基于对宽带匹配技术和复阻抗匹配技术两方面的研究,对功放匹配电路进行了优化设计,实现了两款不同的功率放大器。首先基于连续类功放的设计思想,通过对连续F类功放的理论分析,进行了连续F类功放的优化设计。将算法优化电路的思想应用到输入匹配电路的设计中,在电路中加入调整电路模块,通过利用粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法进行电路参数值的优化。并结合连续F类思想完成了输出匹配电路的设计,实现了一款宽带高增益、高效率的功率放大器,并做了原理图和版图的联合仿真。设计的功放在1.2-3.7GHz频带范围内,漏极效率最高可达79%,输出功率为37-42.5dBm,增益在10-15.5dB范围内变化。并且与用其他的方法,比如低通滤波、阶梯阻抗等设计的输入匹配电路相比,在宽频带范围内功放电路的整体性能得到很大提高,尤其增益指标得到明显改善。其次,为了满足射频系统电路在多频段同时工作的需求,多频带功放的设计需要解决多频率下的复负载匹配电路的设计问题。因为考虑频段越多时,匹配电路结构越难设计。本文将多频阻抗变换器的思想与功放的输入输出匹配电路设计相结合,通过利用遗传算法和PSO算法联合优化,选择最优的电路结构和参数,实现了一个四频带功率放大器的设计,并进行了实物制作及信号测试。结果表明,设计的功放在1.5GHz、2GHz、3GHz及4.2GHz处,仿真和实测结果整体吻合度较好。在4.2GHz处,由于功放管寄生参数及模型不准确等因素的影响,导致功放效率大大减小,但是本文提出的设计方法,可实现任意和频率相关的复负载的匹配,通过选择合适的功放晶体管,可为实现更多频段功放提供一种思路。本文将利用优化算法和多频阻抗变换器原理设计宽带高效率功放匹配电路的方法做了较为全面的分析和实现,对于5G系统中射频功放的研究具有重要的借鉴意义。