移动数据业务的爆炸性增长推动了移动通信系统的快速发展,第五代移动通信系统能够达到10Gbps的下行峰值传输速率。为了提高频谱利用率实现更高的数据传输速率,而采用更高频谱效率的调制方式,使得调制信号的峰均比和带宽也相应激增。功率放大器作为无线通信发射机中的重要部分,其带宽、效率和线性度特性对无线通信系统整体性能至关重要。本文围绕包络跟踪功率放大器技术,对电源调制器和J类高效率功率放大器及其馈电结构开展研究,以提升功率放大器功率回退时的效率。首先,根据包络信号宽带的特征,在并联结构电源调制器基础上,研制了恒流源并联混合结构电源调制器,利用恒流源和作为电压源工作的线性放大器分别提供输出电流和电压分量,用恒流源代替BUCK开关变换器,减小静态损耗,提高了电源调制器的工作带宽和效率,最大输出功率500m W,最大输出电压6V,效率达到61.2%。选用TGA4521芯片研制了Q波段功率放大器模块,饱和输出功率为23d Bm,与电源调制器结合构成了ET功率放大器。使用20MHz的OFDM调制信号,在9.1d B功率回退处,ET功率放大器的效率达到2.7%,是恒压供电功率放大器效率的1.5倍。经过数字预失真线性化处理,ACLR改善至-46.4d Bc和-45.4d Bc。其次,研制了数字控制的串联型混合结构电源ET功率放大器,包括数字控制的串联型混合结构电源调制器和J类功率放大器。根据信号的概率密度分布对多电平开关变换器的电平值进行优化选取,提高了数字控制的串联型混合结构电源调制器的效率,达到70.3%,最大输出功率30W,最大输出电压28V。采用四分之一波长微带线作为漏极馈电网络,研制了适用于电源调制器供电的J类功率放大器,改善功率放大器在包络信号频率范围的响应特性,工作频率为3.4-3.6GHz,饱和输出功率为41.75-41.9d Bm,饱和效率为68.3-71.8%。ET功率放大器测试结果表明,使用20MHz带宽,峰均比为8.6d B的OFDM调制信号,平均输出功率为33.2d Bm时,效率达到32.2%,比恒压供电功率放大器效率提升4.9%。数字预失真处理后,ACLR达到-46.4d Bc和-46.2d Bc。