正蓬勃发展的第五代移动通信技术(5G),为人类进入工业4.0时代奠定了坚实的无线通信技术基础。功率放大器(功放)作为发射机末端的关键模块直接决定着发射机的性能,同时功放也是无线通信网络中的主要耗能设备,进而影响到整个无线通信系统的表现。面向5G的功放技术,需要以更高的效率满足更为复杂的调制信号的通信需求。本论文旨在探究面向5G的高效率功放技术,包括双载波信号激励下并发功放的响应分析,以及利用功率控制技术和交调对消技术分别实现大回退和线性高效率Doherty功放的研究。此外,本文还提出了利用热电效应提升功放效率的新方法。本文的主要研究内容及创新点可归纳为如下4个方面:1、在深入分析功放的并发工作模式以及双载波信号特征的基础上,解决了双载波信号激励下并发功放响应难以分析的问题。并利用验证实验,揭示了并发功放漏极效率的不平衡现象,提出一种更为合理的衡量并发功放性能的方法。2、5G通信系统中复杂的信号调制方式将使信号的峰均比超过12d B。本文利用肖特基二极管的变阻特性实现了可控功率控制电路,改善了载波功放过饱和导致Doherty回退区间性能恶化的问题。验证实验所设计的Doherty功放中心频率为2.55GHz,在13.5d B的输出功率回退区间内,功放的功率附加效率大于49.4%。3、功放良好的线性度是复杂调制信号传输质量的保证。本文提出利用载波功放与峰值功放三阶跨导的异号特性,在非对称Doherty功放的负载调制合成点处进行基波分量合成的同时完成交调分量的对消,从而实现线性高效功放。验证实验中,在5.3GHz处当功放的交调失真小于-30d Bc时,实现的功率附加效率为49.5%。4、为探究提升功放效率的新方法,本文提出利用热电偶的热电效应,收集功放工作时所产生的余热,并转化为可用的电能,从而间接地提升功放系统直流到射频的转换效率。验证实验中,引入热电转换模块后功放系统的整体效率可提升约0.9%。