随着毫米波技术的发展,微波固态放大器作为毫米波通信系统的关键部件,它的性能很大程度上决定了整个系统的性能。本文设计的功率合成放大器主要由三部分组成:(1)功率分配/合成网络。(2)波导微带过渡结构。(3)有源放大网络。首先本文对各种功率合成/分配方式进行了详细介绍,理论分析以及设计,比如基于波导分支等间距功率分配/合成器、H-T型功率分配/合成器、E-T型功率分配/合成器。考虑到目前工艺技术的限制以及各种功率合成/分配器优点与缺点,设计出了基于波导的切比雪夫孔阵列分布的16路功率分配器/合成器。功率合成/分配器在30G-34G的反射系数低于-35dB,幅值不平衡度低于0.24dB,相位不平衡度低于0.03度,合成效率理论值为99.8%,在功率合成/分配器的设计中取得很好的进展。同样本文还设计出了波导微带转换结构,如面对面双探针波导微带过渡结构、背对背波导微带过渡结构、脊波导微带过渡结构、异侧双探针波导微带过渡结构。这些结构的功能是实现波导接口与功率放大芯片连接,进而将波导口注入的信号馈入到放大芯片,其中面对面双探针波导微带过渡结构具有比较宽的带宽,工作带宽为14GHz,相比之前设计的此类结构的带宽(10G)取得一定的进展,并且在工作带宽内幅度不一致性低于0.04dB,相位不平衡度低于0.09度,反射系数低于-38dB。研究了芯片焊接技术和焊接点对微波电路的不连续影响,以及根据单个芯片损失能量分析了芯片的散热方式,芯片载体面积大小的选择。选择了芯片,设计出功率放大器有源网络的方案,单路输出功率为2瓦,设计出的工作于Ka波段的16路功率合成放大器,理论输出功率可以达到54瓦,合成效率理论上达到了90%。