本发明公开了一种基于相位延迟双频输出匹配网络的宽带双频段Doherty功率放大器，包括宽带功分器、载波放大电路、峰值放大电路、基于相位延迟的载波双频输出匹配网络、基于相位延迟的峰值双频输出匹配网络。宽带功分器的上路信号和下路信号分别连接载波放大电路和峰值放大电路；载波放大电路由载波相位补偿线、载波输入匹配网络、载波晶体管串接组成；峰值放大电路由峰值相位补偿线、峰值输入匹配网络、峰值晶体管串接组成；载波放大电路连接基于相位延迟的载波双频输出匹配网络；峰值放大电路连接基于相位延迟的峰值双频输出匹配网络。本发明利用相位周期重复性实现Doherty功率放大器的双频段工作能力，采用阶梯阻抗结构设计载波和峰值双频输出匹配网络。