功率合成放大器通常也叫做固态放大器,在毫米波频段,固态放大器通常作为连接微波功率源(或前级驱动放大)与电子管的中级放大器,在国防领域发挥着重要的作用。本文依据当前国内外固态放大器发展的背景,综合国内外功率分配/合成技术的发展成果,在Ka波段提出了两种不同方式的合成方案,设计频段分别为32-38GHz以及28-32GHz。随后,结合所选择芯片的热耗散功率,选择了32-38GHz的18路功率/分配合成网络做了热分析和散热优化。本文的主要工作有:(1)介绍了Ka波段宽带固态放大器的研究背景和意义,总结了国内外固态放大器的发展态势,对不同的功率合成技术做了介绍和对比。以微波等效电路理论和微波网络理论为根据,对不同方式的功率合成效率进行了分析,对不同合成方法下影响合成效率的因素进行了描述;(2)功率过渡结构和分配器作为功率分配/合成的重要器件,本文在Ka波段内,设计了多种波导-微带过渡结构,以及多种基于微带、波导的2路和3路功率分配器;(3)在32-38GHz频率范围内,基于分支波导3路功分器和波导-双微带探针结构设计了一种18路功率分配/合成无源网络,该网络在整个设计频段内反射系数不高于-14dB,插入损耗不大于0.9dB,合成效率大于81.3%。而在中心频率35GHz附近插入损耗约为0.4dB,网络分配/合成效率可以达到91.2%。结合所用芯片(TGA2575)和合成网络的特性,该18路功率分配/合成网络最终可以获得的输出功率约为3.5W×18×0.912即57.456W。而且该网络可以模块化作2层或者3层的设计获得100W甚至150W级的输出功率。(4)在28-32GHz频率范围内,发展了基于径向波导的功率合成,提出了径向波导-微带的功分器,最终设计了8路、12路、24路的功率分配/合成网络,在设计频段内插入损耗分别不超过0.13dB、0.14dB和0.30dB,合成效率分别达到了97.1%、96.8%和93.3%。(5)对32-38GHz的18路合成网络作了深入的热分析和散热优化,对比了不同材质对网络散热性能的影响。