通信技术的发展日新月异,5G通信对射频电路系统的性能提出了更高的要求。5G频段相较于4G频段更宽,而功率放大器作为射频系统中最重要的模块之一,需要在更宽的带宽内实现高效率和高增益的性能目标。本文在介绍滤波功率放大器、超宽带功率放大器和宽带Doherty功率放大器三个研究方向研究现状的基础上,设计了三款性能优于同类型研究成果的功率放大器,同时开发了一个射频电路自动测试平台,方便和简化了射频电路的测试操作。（1）设计了一款基于LabVIEW的用于测试射频电路性能的软件上位机。该上位机通过GPIB总线在计算机与测试仪器之间建立连接,可以通过SCPI语言向测试仪器发送操作指令,使得各个测试仪器都工作在相应的模式下。为了验证该上位机的运行稳定性和实用性,分别对各个主要功能模块进行性能测试,测试结果证明,该上位机很好地提升了测试射频电路时的操作便捷性,并且可以稳定运行。（2）提出了一种宽带高效率带通滤波功率放大器的设计方法。采用的输出匹配网络由一个新型带通滤波结构和一个“T”形调谐网络级联而成。带通滤波结构是通过在平行耦合线的四个端口加载不同类型的负载得到的,该结构优化了输出匹配网络的带内回波损耗和阻带谐波抑制。测试结果显示,在2.9-3.7 GHz的工作频段内,饱和漏极效率为60.3%-67.6%,输出功率在40.1 d Bm到41.2 d Bm之间,增益高于10 d B,而且整个功放电路面积仅为50.9×40.2 mm~2。（3）提出了一种基于扩展连续逆F类模式的超宽带高效率功率放大器的设计方法。输出匹配网络中采用了一种椭圆低通滤波结构,该结构使得基波频段和二次谐波频段之间产生两个传输零点,从而提升输出匹配网络的频率选择性。测试结果显示,在0.7-3.7 GHz的工作频段内,饱和输出功率为41-42.8 d Bm,漏极效率在60.7%到73.4%之间,增益为11-12.7d B。（4）提出了一种谐波控制类Doherty功率放大器的设计方法。基于一种改进的谐波控制结构,在不影响基波阻抗匹配的前提下对二次谐波阻抗进行控制和匹配,从而提升Doherty功率放大器的效率。测试结果显示,在2.8-3.6 GHz的工作频段内,饱和状态下输出功率在43.4 d Bm到44.7 d Bm之间,漏极效率为67.2%-74.3%,当输出功率回退6 d B时,漏极效率为47.1%-54.9%。测试结果表明,本文采用GaN器件设计的三款功放都实现了宽带和高效率的设计目标。