随着卫星通信,电子战系统和相控阵雷达的迅猛发展,对毫米波系统的输出功率要求越来越高,大的输出功率意味着更远的通信距离和更强的抗干扰能力。由于单个固态器件的输出功率总是有一定限制,这就需要采用功率合成技术。本文深入研究了波导T型结、3dB分支波导耦合器、波导魔T等功率分配器,并运用电磁场仿真软件CST和HFSS进行了建模和优化仿真,分析了各种功率分配器的优缺点,综合利用波导E-T结功分器低插损和分支波导定向耦合器高隔离度的特性设计八路功率分配／合成网络。并根据本项目需要分析并优化仿真了波导—微带—探针过渡、波导—对极鳍线—微带过渡。此外,还讨论了影响功率合成放大器合成效率的主要因素。在上述工作的基础上设计了两级驱动放大模块和功率合成放大模块,每级放大器都单独制作完成,在驱动级放大器中加入了衰减芯片用于自动增益控制和步进调节,在系统的输入输出端都加入了检波器用于监测输入输出信号功率。并在八路功率分配／合成网络的基础上利用TGA-4505大功率MMIC芯片制作了八路功率合成放大器,将每个功率芯片单独做在一个腔体里面形成一个功放模块,各个模块之间相互独立存在。最后创造性的设计了功率分配／合成网络拓扑结构,将驱动级放大模块,输入输出检波电路都放置在同一个腔体上,具有结构新颖、维护方便、可靠性高、容易扩展的特点。最后使用由某单位提供的单片机控制电路,实现了负压保护、自动增益控制、步进控制等功能,经过测试在整个工作频段内合成功率大于43.4dBm,最大合成效率达90%,具有极佳的散热性能和良好的工程应用价值。