射频前端电路中,滤波器与功率放大器通常作为独立器件分别进行设计,然后通过50欧姆传输线级联。这种设计方法在系统的小型化和高效率方面面临挑战。为此,将滤波器和功率放大器进行融合设计。对滤波器的耦合矩阵进行分析发现滤波器的输入阻抗可以通过耦合矩阵的元素来进行控制。以此为基础,提出了以下几种滤波功率放大器的设计方法:(1)采用微带结构设计出具有任意实数输入阻抗的小型化滤波器,并将它作为功率放大器的输出匹配电路完成滤波功率放大器的设计;(2)结合微带的易于集成和腔体的高Q值特点,采用微带-腔体混合结构作为高效率F类滤波功率放大器的谐波控制和输出匹配网络;(3)为了满足窄带通信系统(比如TDD系统)对较窄带宽的需求,首次提出了介质谐振器滤波器和功率放大器的融合设计;(4)提出了单体多路介质谐振器滤波器与功率放大器的融合设计,实现了对大规模MIMO天线系统的集成化和小型化设计。对比传统的级联方法,本文所采用的滤波器与功率放大器的融合设计方法提升了二者的整体效率,并在一定程度上减小了体积,在无线通信系统中具有应用潜力。