随着无线通信技术的高速发展和人们对高功率效率和高频谱利用率的追求，高效率的射频功率放大器和线性调制技术得到了广泛应用。非恒包络调制方式的使用使得射频放大器通常需要采用功率回退的方法来达到系统线性的要求，但是为了提高功率放大器的效率，又要求其工作在饱和状态，这必然就会带来严重的非线性。非线性不仅会在信号带宽内造成失真，还会导致信号带宽之外的频谱再生或扩展，对邻近信道造成干扰。为了使功率放大器保持高效率、高线性度工作，通常采用线性化的方法来实现。在众多线性化技术中，数字预失真以其稳定、高效、带宽较宽与自适应等优势成为了所有线性化技术中性价比最高的一种。研究数字预失真系统，需要对功率放大器的非线性特性及其记忆效应有非常深入的理解，并构建准确的功率放大器行为模型。本文主要针对功率放大器设计及其非线性特性、记忆效应、行为模型和数字预失真系统进行研究，主要内容包括以下几点：1、介绍了功率放大器的基本理论，分析了功率放大器的非线性特性及其影响，并分析记忆效应的产生及其对预失真系统产生的影响；2、设计了一款应用于GSM频段的AB类功率放大器并进行了加工测试；3、使用ADS软件，基于一款AB类功放设计了Doherty功率放大器并进行仿真验证；4、详细介绍了用于模拟功率放大器的各种模型及常用线性化方法，并提出了一种基于系统阶数和记忆深度修正函数的改进Volterra模型，搭建了基于Matlab编程语言和测试仪器的仿真实验平台，并对基于所建模型采用数字预失真技术对一款Doherty功率放大器进行了线性化。