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随着半导体工艺的发展,单片功率放大器性能在不断提高。但是在毫米波频段单个功率放大器芯片的输出功率仍不能完全满足系统需要,因此基于固态放大器的高功率合成技术一直是毫米波领域研究的热点,同时也是本文研究重点。本文的主要成果有:1设计了两种新型的宽带矩形波导到圆波导01TE模的模式转换结构:第一种是兼顾marine型与花瓣形的宽带模式转换器,这种电路结构带宽宽,体积小,兼具marine型以及花瓣形模式转换器的优势。在30-40GHz的频带内,圆波导端口01TE模式的反射系数在-20dB以下,对其他低次模式抑制度大于30dB。第二种是八路花瓣形宽带模式转换器,这种电路带宽宽,体积小且容易加工。在30.5-39.5GHz的频率范围内,八路花瓣型模式转换器圆波导端口01TE模式的回波损耗小于-20dB,对其他低次模式的抑制都在40dB以上。同时,本文分别利用四路花瓣形模式转换器以及八路花瓣形模式转换器在Ka频段制作了基于圆波导01TE模式的15/30路功率合成网络。2设计了两种基于扇形波导径向架构的多路功率合成网络,分别是基于?/2扇形波导以及基于?/4扇形波导径向16路功率合成器。这类电路既具有径向架构功率合成结构紧凑,合成损耗低等优势,同时又能避免传统圆波导径向多路合成器分支路端口幅度不一致的问题。电磁仿真结果表明,这两种结构在32-38GHz内16路分支路端口的幅度不平衡性小于0.2dB。3设计了一种宽带的基于波导Y分支使用E面有耗平面传输线的两路功率合成器,平行于E面的有耗传输线能解决传统的波导Y型分支分支路端口间隔离度和分支路端口驻波特性差的问题。同时这种电路结构加工、装配简单方便。测试结果表明:在整个Ka频段,分支路端口的回波损耗低于-12dB,分支路端口间的隔离度大于18dB。4设计了一种基于有耗网络的圆波导径向30路功率合成器,该合成器采用多路径向构架和阻性有耗网络,实现了低损耗多路功率合成,并解决了传统圆波导径向多路功率合成器端口驻波和端口隔离度性能差的问题,可用于满足毫米波多路高效率高功率合成需求,此外该功率合成器电路还具有小型化,宽频带等优点。电磁仿真结果表明在32-38GHz频段内该电路支路间隔离度全部大于17dB,分支路端口的反射系数优于15dB。