毫米波系统工作波长短、设备体积小、重量轻、机动性能好，并能提供较高的精度和良好的分辨率，它以其良好的特性在军事和民用上扮演着越来越重要的角色。毫米波固态系统应用与发展很大程度上取决于其输出功率，但固态器件输出功率总是有一定限度的，为了得到更大的输出功率就需要采用功率合成技术。本课题是根据实际军工任务提出的，要求在31GHz～37GHz频段内实现功率合成放大，要求得到较大的合成功率输出并有较高的合成效率。本课题采用电路级功率合成方式，在文中我们对功率合成器的合成效率进行了分析，最终得出结论：设计一个低损耗的3dB电桥是非常关键的。在分析了各种平面型功率分配合成结构的优缺点后，我们设计了一个改进型的两路等分Wilkinson功分器做为基本的功率分配合成单元。并由此来构成两路、四路合成网络，四路合成结构通过两级二进制形式实现。本文对功率放大器的设计理论进行了一些总结，介绍了两种功率放大器设计方法，并进行了相应的仿真设计。最后基于Triquint公司MMIC TGA4517设计了课题所需的功率放大器单元作为后续验证。在此基础上，我们组成了最终的两路、四路功率合成放大器结构，分析了它们的性能。由于时间关系，在论文写作时未完成产品的测试工作，故在论文中没有最终的实验结果。但我们对一个X波段10W功率合成放大器进行了调试和分析，给出了它的测试数据，总结了功率放大器测试过程中的注意事项及一些经验；这对本课题也是有很大参考价值的。课题的最终测试结果见相关后续报道。最后我们对课题进行了总结并提出了后续工作要求。