随着微波/毫米波无线通信系统的快速发展,对小型化、多路、高合成效率、高隔离度的功率合成器的需求在不断提升。本文围绕高性能功率合成电路展开相关研究,并综合多种传输线结构的特点,设计了几种新型结构的多路功率合成器。本文的主要研究内容如下:1.基于径向多路功率合成的基本理论,设计了三种高隔离度多路径向波导功率合成器。首先,利用电压、电流探针实现了径向波导腔中的阻抗匹配和模式变换,并参考Wilkinson型隔离电路的实现原理在各输出端口之间搭建了隔离电路,设计了一种高隔离度八路径向波导功分器。其次,在八路径向波导功分器的基础上做出了改进,将实现八路径向功率分配的功分波导腔和装载微带隔离电路的隔离波导腔合二为一,降低了器件的加工装配难度。最后,利用脊波导能够减小波导横截面尺寸的特点,设计了一种基于单脊波导的紧凑型大功率四路合成器,通过合理地设计脊波导传输结构的尺寸参数,能够在保证功率容量满足要求的同时,将器件的横向尺寸限制在一个波长以内。2.利用Gysel型功分器电路拓扑结构中隔离电阻单端接地的特点,对实现功分器的无电阻隔离进行了探索,提出了一种基于基片匹配负载的多路无电阻高隔离度功率合成器的设计方法。首先,在矩形波导-基片集成波导（SIW）垂直过渡结构的基础上,设计了微带线传输耗散型和SIW谐振腔型两种基片形式的波导匹配负载。然后,结合Gysel型功分器电路拓扑结构,提出了一种应用于毫米波频段的高隔离度四路Gysel型波导功分器。最后,在四路Gysel型波导功分器的基础上做出了改进,利用脊波导-矩形波导变换段,减小了公共波导腔的尺寸,从而提升了功分器的隔离度带宽,并能够使功率合成的路数从四路拓展为六路。