近年来无线通信系统的发展日新月异,势头迅猛且毫无减缓的趋势。如今的移动互联网时代越加需要具有更高数据吞吐量和更低功耗的通信系统,这为无线发射机的设计者们带来了更大的挑战。射频功率放大器(PA)是无线通信发射机的关键模块,它的性能指标严重影响着整个通信系统的效率和线性度。为提高数据传输速率,现今的无线通信系统在带宽和载波数量方面取得了重大进展,然而,射频PA的记忆效应使设计具有宽瞬时带宽的高功率放大器变得非常困难。除了带宽问题之外,诸如CDMA-2000,宽带码分多址(WCDMA),正交频分复用(OFDM)等无线通信系统的瞬时发射功率很大且变化快速,造成射频信号功率具有高峰均比(PAPR)。因此,用于通信系统的基站PA必须满足足够高的线性度以放大高PAPR的调制信号。为了满足线性要求,PA通常偏置在A类或AB类工作状态模式下,并且必须在峰值输出功率大量回退下工作,而回退时的效率是基站PA的另一个重要指标。此外,通信系统的尺寸和成本都在降低,其冷却系统也变得愈加简单小巧,因此效率增强技术变得非常重要。宽瞬时带宽的高效率和高线性度的PA设计已成为热点问题。本文研究了不同功率放大器的工作原理及其特点,并查阅大量的文献资料,了解国内外射频PA的研究进展和成果,总结了高效率、高线性度射频PA的设计难点,详细分析了记忆效应的来源以及它对PA线性度的影响。为了提升PA的效率、提高线性度,本文提出了一种新型的双偏置网络结构,设计了一款Doherty PA,并通过完整的理论推导证明了其可行性,另外还采用新型合路器降低阻抗变换比,以及利用3dB耦合器替代传统Doherty功率放大器中的功分器。为了验证其实际可行性,本文采用CREE半导体公司的GaN HEMT功放管CGH40010F,Rogers4350B板材,设计了一款工作在5G低频段(3.4-3.6 GHz)的Doherty功率放大器。其中,主放大器工作在AB类,直流偏置为Vds=28 V,Vgs=-2.75 V;辅放大器工作在C类,直流偏置为Vds=28 V,Vgs=-6 V。经过实物测试,本文设计的Doherty PA的饱和输出功率为43-44 dBm,饱和漏极效率超过70%,功率回退6 dB处的效率在51%-55%,功率回退8dB处效率高于43%。加入数字预失真后,在平均输出功率达到42.5 dBm时的邻近信道泄露比低于-46.5 dBc,对比当前国内外功放指标,效果良好。