为了不断满足系统对更高输出功率、更宽带宽,以及更优综合性能的要求,性能更加优良的固态功率器件逐渐了取代真空电子管和行波管,更加频繁地用在微波系统中。今天在电子对抗、测量等系统中,通常要求系统前端具有超宽带、高功率特性,本文将用微带电路功率合成方法和空间波导功率合成方法来实现宽带、多路、高功率的设计目标。本课题基于固态功率合成技术,简单介绍了其基本原理,讨论了影响带宽的因素并介绍了拓展带宽的方法;分析了如电路损耗、幅相一致性对合成效率的影响并介绍了提高合成效率的途径;阐述了圆波导用于功率合成分配领域的基本理论。基于此,分别设计了一个微带型和空间波导型功率分配器。基于传统Wilkinson功率分配结构,采用了一种超宽带功率分配结构,避免了传统的Wilkinson功率分配器的带宽限制,并结合低阻抗集成传输线的高功率容量的特点,制作了一种微波小型化、超宽带、高功率四路分配网络,进行了实物测试。采用这一技术,接着又对该功分器进行了改进设计,设计结果:在2-18GHz频带内,插入损耗小于0.6dB,回波损耗优于9.5dB(在2.75-18GHz内回波损耗优于15dB),端口幅度差小于0.1dB,相位差小于1度,实现了9个倍频程。基于圆波导第五高次模具有圆对称的特点,研制了一个Ka波段的圆波导-16路径向排列矩形波导功率分配器。为了方便测试,设计了一个可以抑制圆波导其他低次模的花瓣型模式变换器。实测结果表明:在28-32GHz频带范围内,插损在1.5dB以内,回波损耗大致优于19dB,隔离度基本大于10dB。该功率分配网络达到了低损耗高功率输出的要求。针对所设计的圆波导-16路径向排列矩形波导功率分配器的窄带和低隔离度问题,提出了两种改进设计方案。一是针对带宽,设计了一个渐变型的模式变换器,仿真结果表明:在30-40GHz频带内,回波损耗小于-15dB,插损小于1dB,达到了约30%的相对带宽,实现了宽带设计要求。这表明以模式变换器渐变结构为出发点优化结构的思路是正确的,为后续的研究提供了方向。二是针对低隔离度,利用加载有耗的薄膜电阻介质片,提高隔离度,改善电路性能,仿真结果表明:在28-32GHz频带内,与不加介质片相比,相邻输出端口间的隔离度提高了至少5dB。这可以向更高频段,更宽带宽,更多路数方向应用。