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随着无线通信技术的迅速发展,通信设备正在往多模、小型化、集成化、低功耗等方向发展,这对射频器件的设计提出了更苛刻的要求。为了满足高速率信号传输及通信标准的多元化发展需求,在微波射频发射和接收前端,不管是有源器件还是无源器件的设计,都要求满足在低成本的同时,还要兼顾多性能和高性能的要求。因为功率分配器和功率放大器作为无线通信系统中必不可少的微波器件,所以本论文基于传输线理论,针对多性能功率分配器和高性能功率放大器方面展开了一系列的研究。在功率分配器研究方面,提出了多种新型的功率分配器结构,以实现双频带、小型化、谐波抑制、端接任意复数阻抗以及任意多路平面功率分配等多性能特性；在功率放大器方面,借助于反射系数圆图,采用几何计算的方式提出一种新颖的频率依赖性双频带复数阻抗变换思路,实现从两个任意的复数阻抗,通过仅有的一段传输线直接变换为一对共轭复数阻抗,在此基础上实现双频带功率放大器的匹配。本论文还提出了一种新型的双频带offset line结构,并用于实现双频带Doherty功率放大器的设计。本论文的研究点和主要贡献包括：1.提出了两种基于耦合微带线结构的Wilkinson功率分配器结构,严格的推导了它们的设计参数数学表达式,并通过仿真和测试进行了双重验证。第一种结构为对称的双频带扩展端口Wilkinson功率分配器,具有能简化为多种应用特例的广义性能,论文比较了在其简化的四种情况下的性能,重点对三种新型简化情况进行了仿真和测试验证,结果表明性能良好且能应用于多种场合；第二种结构为可以端接任意复数阻抗的单节耦合微带线单频带Wilkinson功率分配器,它具有小型化及良好带宽的特点,并能够减少工作系统中额外阻抗匹配单元的需求,降低系统制作成本的优势。2.提出了四种平面Bagley Polygon功率分配器结构,论文针对不同特性,分别建立等效电路,严格推导设计参数方程,总结设计流程,设计并实现了四种多性能平面Bagley Polygon功率分配器,并通过计算、仿真和测试进行了验证。第一种为全耦合微带线的多路平面Bagley Polygon功率分配器,具有设计灵活和小型化特点；第二种为可以端接任意复数阻抗的多路平面Bagley Polygon功率分配器,具有简化系统的作用；第三种为基于双线的小型化三路平面Bagley Polygon功率分配器,论文制作的三路功率分配器样机是传统功率分配器面积的23%,极大地实现了小型化；第四种为具有增强型谐波抑制功能的多路平面Bagley Polygon功率分配器,论文中通过三路和五路平面功率分配器样机,分别展示了对单次谐波抑制和同时多次谐波增强型抑制的功能,效果良好。3.研究了一种新颖的双频带复数阻抗变换求解方法,并制作了双频带功率放大器。论文基于反射系数圆图,提出了一种在反射系数圆图上通过几何计算来求解双频复数阻抗变换的方法,通过对其参数的详细推导,展现了求解由具有频率依赖性的双频复数阻抗通过仅有的一节传输线变换到一对共轭复数阻抗的过程。并通过电路仿真、电磁仿真和测试三重验证了该求解方法。基于所求解的唯一的一节传输线,再利用π型结构进行双频带阻抗匹配,最终制作成功能同时工作于0.9GHz/2.14GHz的双频带功率放大器样机,测试性能良好。4.研究了一种新颖的双频带offset line结构,并基于所提出的双频带offset line结构成功制作了双频带Doherty功率放大器样机。论文提出了一种新颖的双频带offset line结构,根据结构特性严格推导了其设计参数方程,并通过电磁仿真和实际测试验证了该双频带offset line结构的有效性。基于本文前面设计的双频带功率放大器,结合提出的双频带offset line结构,成功研制出能同时工作于0.9GHz/2.14GHz的双频带Doherty功率放大器样机,并对其性能进行了仿真和测试验证。