无线电通信技术的迅速发展使得毫米波技术在通讯领域受到广泛关注。毫米波中的V波段拥有良好的保密特性和抗干扰能力,因此具有不错的应用前景。但是现阶段单个固态功率放大器件在V波段的输出功率有限,因此需要功率合成技术提高输出功率。本文在调研国内外研究现状的基础上,提出了实现径向合成的一种全波导网络结构,重心在于宽带功率合成无源网络的设计,并通过仿真以及测试工作验证方案的可实现性。本文先设计了一种基于圆波导TE₀₁模的径向波导功率合成结构,该结构可以完成16路信号等幅同相地分配/合成。设计结构包括方-圆模式转换器和16路径向功率分配器。设计过程中通过添加电阻膜片的方法改善了分配器端口间的隔离。仿真结果验证了设计的正确性。本文接着又设计了一种基于圆波导TM₀₁模的径向波导功率合成结构,其工作带宽相比前者较宽,可以达到整个V波段。本文先后阐述了模式转换器和16路分配器的工作原理以及设计、仿真过程,仿真结果显示该结构具有良好的带宽特性和幅相一致性。关于隔离度问题,本文采用开设电阻性槽的方法并在36路分配器上验证了可行性。本文后续又设计了一款单路功率放大器,作为合成网络的有源部分,其中包括了增益驱动级、功放级和波导-微带转换结构。增益级和功放级均采用MMIC芯片并且通过共晶技术完成芯片的贴装,波导-微带转换采用的是微带探针-波导的过渡结构。本文最后设计了整个功率合成放大器的结构,并且加工了实物,通过测试和分析验证了本论文合成方案的正确性。