工作在小信号下的微波功率放大器，其相位特性的研究相对简单，仅从频域的相位线性度就可以描述；相控阵雷达中，为了增加发射信号的强度，发射通道中的功率放大器都工作在大信号、脉冲状态下，发射信号的相位失真度恶化，此时，相位特性的分析和相位失真的影响因素变得很复杂。 本文通过理论分析和实验研究相结合，讨论了GaAs MESFET微波功率放大器工作在大信号下时，输出信号相位失真的各种影响因素，并给出改进的措施。分析表明，对于宽带信号，相位失真一方面主要由放大器的带宽不够引起，改善的方法就是采用宽带功率放大器；本文通过改善单级功率放大器的输入输出匹配电路，使其增益带宽满足工作频带，在1dB压缩点附近的带内相位线性度由±10°降到±4°，相位失真得到改善。另一方面，它与大信号作用下功率放大器的非线性特性有关，其不同频点非线性相位失真程度的不同会引起相频特性的恶化；非线性相位失真涉及到晶体管模型中几个关键的与信号电平和温度相关的非线性参数，由此，本文对大信号GaAs MESFET模型的输入输出特性进行了仿真，并提出一种简化的等效相位模型，具体研究了GaAs MESFET 在大信号状态下的相位失真机理，找出了功率放大器非线性相位失真的根源。文章的最后，根据前面的分析结果，讨论了微波功率放大器在脉冲工作状态下，输入射频信号自身的脉冲顶降和偏置电压调制脉冲顶降产生的脉内相位失真。 本文较全面深入的分析了大信号下功率放大器的相位特性，对其失真根源的研究有助于实际工程中采取相应的措施改进其相位性能，提高功率放大器的指标，减小发射信号的失真，具有一定的学术价值和较强的实用价值。