本文研究了覆盖C、X、K波段的功率放大器的电路设计。讨论了射频有源无源器件尤其是AlGaN/GaN HEMT器件和共面波导的建模过程，宽带匹配理论方法，并利用功率合成技术设计了13-17GHz和6-18GHz的宽带射频功率放大器。　　论文首先搜索并查阅了与本课题相关的资料，总结了GaN材料器件的特性与优势。归纳了国内外 C-X-Ku波段的射频功率放大器发展现状，并做了论述和总结，了解当前该频段的射频功率放大器的研究现状及未来的发展趋势；　　其次介绍常见的射频有源器件和无源器件及其等效的电路模型，并利用器件仿真软件TCAD，对AlGaN/GaN HEMT交流特性进行了研究。从势垒层的Al组分和厚度两个参数分析了器件特征频率变化趋势。用TCAD仿真得到的AlGaN/GaN HEMT器件本征S参数，在ADS中添加器件的非本征外参数，得到器件仿真的频率特性。在器件设计的基础上，进行了器件版图设计和流片，并测量了器件频率特性。测试和仿真结果的对比表明两者较为一致。最终得到了高截止频率和最大振荡频率的功率器件；提出了一种基于神经网络技术的共面波导结构(CPW)毫米波可缩放模型，采用3层和4层神经网络结构，根据共面波导的测试结果，用神经网络来学习其物理变量和测试的相应 S参数空间映射关系。仿真与测试结果比较表明:基于神经网络方法建立的毫米波共面波导可缩放模型对不同几何参数 CPW能够快速和准确地给出对应的CPW的S参数结果；　　再次简要的介绍了射频功放的理论及其指标要求，阐述本课题研究了目前流行的近十种宽带射频功率放大器的设计方法，并对每种设计方法的优缺点进行了较为详尽的比较与论述；　　最后仿真并制作出了两款宽频带的射频功率放大器模块，一种工作频率在13-17GHz，另一种工作在6-18GHz；并对其中的13-17GHz的射频功放进行测试，并对仿真和测试结果的不一致性进行了分析和总结；随后介绍了6-18GHz的宽带GaN HEMT射频功率放大器的设计，并给出了版图仿真的结果。　　论文采用美国TriQuint公司提供的型号为TGF2023-02的GaN裸管，主要使用ADS软件仿真设计了13-17 GHz和6-18 GHz的宽带射频功率放大器。该放大器采用两级级联结构，前级为驱动级，后级为功率放大级，并且采用功率合成技术，选用Wilkinson用两路进行合成输出功率。两级均工作在 AB类，兼顾了线性失真和效率之间的平衡。经过优化仿真和对版图的优化，直流偏置为Vds=28 V，Vgs=-3.6 V的时候，频带为13-17 GHz的功率放大器在工作频带内的小信号增益为13 dB左右，输入输出驻波比小于等于2.5，在15 GHz的时候最大输出饱和功率达到了16 W，功率附加效率PAE为13.9％；频带为6-18 GHz的功率放大器在工作频带内的小信号增益为12 dB左右，输入输出驻波比小于等于2.5，输出饱和功率达到了17.46 W，功率附加效率PAE为12%-15%。输入输出均匹配到了50欧姆标准阻抗，仿真结果表明，设计的宽带射频功率放大器实现了预期的设计指标。