近年来，随着微波毫米波系统的快速发展对系统输出功率提出了更高的要求，以及固态功率放大器件逐渐取代电真空器件在毫米波功率合成中越来越广泛的应用，研制高效的大功率固态放大器可以大幅度提高毫米波系统的工作能力。本文主要研究了Ka频段毫米波固态空间功率合成技术，基于对波导分支电桥的研究，结合二进制树和链式功率合成的各自特点，重点分析了几种多路功率合成网络，并且通过分析功率合成网络的幅度相位不一致性对功率合成效率产生的影响，从而设计了几种基于分支波导电桥的Ka频段三路功率合成网络、Ka频段五路功率合成网络和Ka频段十路功率合成放大器。制作拥有高合成效率的高功率合成放大器的关键是功率合成网络必须具有低损耗、高幅度相位一致性，因此本文在对几种三路和五路功率合成网络进行了理论分析和软件仿真的基础上，加工并测试了其中一种三路功率合成器和一种五路功率合成器。通过分析发现基于分支波导电桥的五路功率合成器和波导-微带双探针过渡功率合成网络具有低损耗、高幅度相位一致性的优点，并且加工难度小。在此基础上，本文基于分支波导电桥的五路功率合成器和波导-微带双探针过渡功率合成网络制作了Ka频段十路功率合成放大器。测试结果表明，该十路功率合成放大器在29-31GHz频段内合成效率高于70%，在30GHz处达到最高合成效率为85%。