毫米波技术的迅速发展与现代通信技术的日益成熟使毫米波通信系统逐渐在许多技术领域中得到运用，如卫星通信、制导、导航，并在这些领域中有很大的发展潜力与应用价值。毫米波高功率放大器是毫米波通信系统的核心部件之一，其工作特性对整个毫米波通信系统有着重要影响。然而当毫米波高功率放大器的输出功率大到一定程度时，将会产生较强的非线性失真特性。非线性失真会严重限制毫米波高功率放大器的工作性能从而降低通信系统的应用能力。故本文针对毫米波行波管放大器（TWTA）的非线性失真特性，对毫米波高功率放大器的线性化技术进行了深入的分析与研究，并将模拟预失真线性化技术作为主要的研究路线。本文主要研究成果如下：在并联二极管式模拟预失真线性化技术的基础上研制出了一种可应用于Ka频段行波管放大器（TWTA）的新型毫米波并联二极管式模拟预失真线性化器。该预失真线性化器可调性强，在29~31GHz频带范围内：幅度扩张高于2.7dB；相位扩张高于28°。在反射式模拟预失真线性化技术的基础上研制出了一种可应用于毫米波频段TWTA的改进型反射式模拟预失真线性化器，该线性化器预失真性能优异且可调性强，其于30GHz时：幅度扩张范围为2.8dB~10.1dB；相位扩张范围为33~110°。应用毫米波TWTA线性化驱动模块的概念，以反射式模拟预失真线性化器为核心完成了毫米波TWTA线性化驱动模块的研制，其在29~31GHz频率范围内，输入功率动态范围20dB时：幅度扩张>8dB；相位扩张为>55°。预失真性能优异，满足期望指标，具有较高的实用性。