微波固态功率放大器(SSPA)广泛的应用于遥感,雷达,干扰,识别,移动通信等射频系统中,因其具有高可靠性,长寿命,体积小,高效率,线性度好等优点。随着半导体技术的不断发展,固态功率放大器的技术日益成熟,但由于单管输出功率有限,在某些应用方面难以达到要求,这就需要采用功率合成技术。本文重点研究的是S波段大功率固态功率放大器系统,该系统由4路径向波导合成器合成250W功放模块输出800W功率,工作频率为2.3-2.6Ghz。250W功放模块由8个50W LDMOS FET利用平衡放大器结构合成输出。本文从基本原理入手,首先详细介绍了功率放大器的主要指标和功率放大器设计需要考虑的问题,重点介绍了功率放大器匹配网络的设计,因为匹配网络设计的好坏直接影响功率放大器的性能指标,对这些基础理论的深入学习有助于功率放大器的设计。在此基础上,本文利用ADS软件设计了功率放大器末级管的匹配电路,并给出了详细的设计步骤,最后完成了电路的PCB版图和功率放大器的测试。该功率放大器1dB压缩点大于54dBm,其增益大于67.8dB,增益平坦度小于1.8dB,谐波和杂散均大于60dBc。测试结果表明所有指标满足技术要求。其次,介绍了几种功率合成的方法,并比较其优缺点,重点介绍了径向波导空间功率合成技术的相关理论知识,然后以理论和软件相结合的方法,利用HFSS仿真设计了4路大功率径向波导合成器,该功率合成器的创新点在于它的输入输出接头内导体与圆盘探针是一个整体,不存在探针插入腔体深度不同而带来的误差问题,改善了功率合成器的指标,而且其抗振动性也优于传统的径向波导合成器。仿真结果显示该功率合成器输出回波损耗小于-30dB,插入损耗小于0.1dB,隔离度小于-8dB,理论合成效率达到96%,功率容量大。而最终的测试结果与仿真结果很吻合。