小型化行波管发射机模块以及微波功率模块具有高功率密度、高频谱纯度、高可靠性，便于雷达发射机的通用化，在军用和民用领域具有良好的应用前景，目前已经成为雷达发射机领域研究的热点。目前毫米波行波管制造工艺有待完善，以及毫米波行波管对电源系统的较高要求，都增加了小型化毫米波行波管发射机的研制难度，因此工作于毫米波波段的小型化行波管雷达发射机的研制目前在国内外尚处于空白阶段。论文基于某毫米波行波管的需求，对发射机的集成电源系统进行了研究，包括阴极高压电源、浮动板栅极调制器、系统控制与保护三个方面。　　首先，论文对高压电源的小型化问题进行了研究。基于中小功率等级常用的高压输出全桥软开关拓扑LCC-SPRC，论文简要分析了CCM LCC-SPRC、DCM LCC-SPRC、PSLCC-SPRC的工作原理，对应用于高压输出场合采用的调频和移相控制方式进行了比较。论文利用saber软件对这三种拓扑和控制方式的调压和软开关状况进行了仿真分析，提出毫米波行波管发射机高压电源拓扑的优化建议。　　其次，论文对浮动板调制器的小型化进行了研究。论文分析比较了国内外不同调制器方案，以及雷达发射机的调试使用需求。论文提出采用光纤隔离传输的方式，将低压端的正、负偏置电压基准和灯丝电压基准传输到悬浮在高压端一侧，控制偏置电源和灯丝电源的外部基准，实现栅极调制器偏置电压的在线调节。论文还提出采用具有同步整流的半桥变换器，提高了灯丝电源模块的工作效率，减轻高压端绝缘盒内的散热压力。这两方面的工作均为今后浮动板调制器的小型化，以及浮动板调制器绝缘灌封的通用化工作做了铺垫。　　然后，论文基于上述理论和优化方案，构建了阴极高压电源和浮动板调制器实验样机。在阴极高压电源部分，论文从工程实践的角度介绍了电源逆变电路和反馈控制保护系统。在栅极调制器部分，论文采用了具有同步整流的半桥变换器实现灯丝电源，并利用印制板变压器改善了漏感和电源厚度，利用电流反馈环改善了闭环响应速度，使之更好地满足灯丝的需求;论文还实现了利用光纤收发模块传输电压基准的浮动板栅极调制器，对其中光纤收发模块实现偏置电压基准的传输、以及脉冲生成和隔离驱动的实现进行了具体介绍。　　最后，论文将集成电源系统与微波系统进行了对接实验。论文设计了采用基于CPLD的控制保护系统，确保发射机拥有正常的开关机动作以及故障保护功能;在与微波系统进行对接试验后，验证了在行波管负载下，集成电源系统有关理论的工作情况。详细的原理分析、设计过程，仿真和实验结果验证了理论的正确性和工程实践上的可行性。