前言

随着5G通信系统的普及，现代通信系统进入了新的时代。为了提升通信速率，新的通信标准采用了较高的频率和复杂的调制方式，这对于射频微波器件提出了新挑战。作为大功率非线性器件，射频功率器件的复杂调制方式对其在非线性状态下的线性度提出了更高要求。为了使射频功率器件在更高频率和更高线性度条件下工作，往往选择牺牲其效率，这导致5G通信系统相比于4G通信系统的能源消耗大大增加。另外，有源器件的特性也使得射频功率器件的带宽和频带数量扩张更加困难。因此，射频功率放大器的理论与应用研究一直是射频与微波领域的热点和难点。

目前，针对无源射频电路与器件的设计与仿真已有许多相关教程或教材供在校学生和工程人员学习、参考。即使是初学者，也可以方便快捷地掌握无源射频电路与器件的基本原理、相关理论以及仿真软件的基础操作。为了方便初学者更全面地理解和掌握无源电路从理论、设计、仿真、制作、实测到形成报告的完整过程，我们研究团队已出版《微波射频器件和天线的精细设计与实现》，用于展示无源板级电路设计制作全流程，以及《基于薄膜集成无源器件技术的微波毫米波芯片设计与仿真》，用于展示无源芯片设计制作全流程。然而，对于射频系统中同样至关重要的有源射频电路，市面上却鲜有针对完整实践流程的相关教材，仅有一些综合性仿真教材只介绍部分环节。因其自身特性所限，有源电路设计所需步骤和操作相对无源电路要更加烦琐和复杂。为了解决有源射频电路中功率放大器设计和实现入门困难的问题，我们总结了多年的教学与实践经验，为初学者提供一本讲解详细易懂、原理介绍充分、案例选取贴近前沿科研的专业仿真教学书籍。在这本书籍的帮助下，即使是零基础的初学者也可以依照教程完整地走完功率放大器从理论到设计、仿真、制作、实测的全流程，而在一定的射频知识的基础上，还可以更加深入地理解设计步骤和仿真软件使用背后的原理。以上便是作者编写本书的初始动力来源。

本书使用了本研究团队在功率放大器领域取得的最新学术成果作为案例，详细展示了射频功率放大器基础理论与设计实现的全部流程，并提供简单明了、细致全面的仿真步骤，手把手地指导读者学习从设计理论、无源仿真、联合仿真到投板制作测试的完整体系。本书填补了功率放大器仿真教学领域的空白，选取代表性案例，在理论价值和实践指导上都具有较大意义。

本书共分5章，由吴永乐教授负责全书结构和内容的策划及调整。另外，参加本书编写的还有陈孝攀、王卫民、杨雨豪等。

本书得到了国家自然科学基金创新研究群体项目的部分资助，其最终完稿还要感谢北京邮电大学电子工程学院和集成电路学院为全体参与写作者提供了良好工作环境和条件。作者还要特别感谢多年来在科学研究过程中给予自己指导和帮助的各位学术同行，能够有机会产生与本书相关的原创设计想法和具体案例都离不开各位学术同行的大力支持。

在本书编写过程中，作者参考或引用了Advanced Design System（ADS）商业软件的相关原始技术资料，在此向技术资料的原著者及相关软件公司表示由衷的感谢。

由于作者编写水平有限，书中难免存在疏漏之处，敬请广大读者批评指正。另外，如果读者在阅读本书的过程中有任何的疑惑或问题，均可以联系作者（E-mail：wuyongle138＠gmail.com）共同探讨。

吴永乐
2023年01月
于北京邮电大学集成电路学院