随着毫米波太赫兹频谱资源的不断开发,传统传输线在高频段的应用由于损耗大、加工困难、功率容量小等缺点受到越来越多的限制,准光技术利用高斯波束在自由空间的无损耗传播,克服了传统传输线在高频段存在的诸多缺陷,在毫米波太赫兹系统中得到了越来越广泛的应用。本文基于准光技术,进行了空间波束功率合成和超高温复介电常数测量两个方向的研究。在短毫米波亚毫米波频段,单个固态器件产生的功率输出往往无法满足雷达通信、探测制导等系统中发射机功率源的需求,需要引入功率合成技术来实现较高的功率输出。随着频率的提升,电路级功率合成、波导内空间功率合成由于波导等传统传输线的损耗及功率容量限制,很难直接产生与电真空器件相匹配的功率输出。自由空间功率合成可以实现更高频段更多器件的合成,输出更高的功率,但是一般无法满足合成效率的要求,因此准光空间功率合成成为了在短毫米波亚毫米波频段内实现高效率、大功率输出的一个有效解决途径。本文在实验室前人研究的基础上,提出了基于反射阵列的准光空间波束功率合成系统,利用反射阵列的相位补偿作用,直接将多个高斯束辐射喇叭产生的高斯波束合成为一个高斯波束,最后使用高斯束接收喇叭转换成波导模式。本文利用CST软件在94GHz、220GHz对所提出的准光空间波束功率合成系统进行了全波仿真分析,对94GHz八通道空间波束功率合成系统进行了实物测试;94GHz八通道系统中心频率处仿真波束合成效率为83.3%,功率合成效率为74.6%,整个频段内实测功率合成效率最高为61.2%。电介质材料常作为导弹、运载火箭等航空航天设备上的天线罩、天线窗的主要材料,用以保护飞行器内部的天线等设备的正常工作。导弹、运载火箭在高速飞行的过程中,天线罩、天线窗的工作环境极为复杂,介质材料在与大气的高速摩擦中,表面温度最高可达1500℃以上,其电磁特性随着温度的急剧变化也会产生非线性的变化,对航空航天设备中毫米波电路器件的稳定性造成极大的影响。因此为保证导弹及其他航空航天飞行器中的通讯、制导、遥感等系统的正常工作,必须掌握介质材料在温度急剧升高的情况下的电磁特性的变化规律。在毫米波频段,微波段常用的封闭式谐振腔、传输反射法高温测量系统一般需要采用真空屏蔽箱并填充惰性气体以防止内部器件氧化,同时还需要装载循环水冷设备,系统复杂,测量误差因素多,操作困难。本文在实验室前人研究的基础上,构建了Ka波段室温大气条件下最高测试温度达1550℃以上的椭球开放腔复介电常数测量系统,系统中被测介质片与开放腔在结构上分开,但在电气上相连,保证介质片升温的同时不对开放腔产生影响。使用高温火焰喷射介质片的方式将大气环境中的介质材料温度迅速升高到1550℃以上,更好地模拟了飞行器运行的真实环境,克服了封闭式谐振腔、传输反射法高温测量系统的缺陷,实现了超高温环境下毫米波频段低损耗介质材料的测试。