毫米波功率源，作为当前毫米波电路系统的核心组件，随着毫米波技术的深化发展和广阔应用，对其功率的输出提出了越来越高的要求。因为，更大的功率输出就意味着系统有更大的作用半径和更强的抗干扰能力，这无疑是毫米波系统，特别是军用毫米波系统所需要的。因此，毫米波功率源越来越受到国际国内业界人士的研究和关注。毫米波频段，虽然电真空器件的输出功率已经较高，能够满足大部分工程应用系统的功率需求，但面对现今工程应用系统普遍小型化的发展趋势，电真空器件的应用又不可避免地受到一定的限制。而单个固态MMIC芯片的输出功率又往往无法达到工程应用的需要。为了解决这一矛盾，就需要采用固态功率合成的方法，将多个相干固态功率器件的进行组合叠加，然后获得更大的功率输出。本文在研究现下国际国内各种功率合成技术的基础上，结合现有的加工工艺水平，设计了一种基于波导窄边裂缝耦合的结构紧凑、体积小、易于加工实现、合成效率较高的四路功率合成器。文章首先对毫米波功率放大器进行了理论分析，对其中需要用到的波导-微带转换结构以及整个腔体结构使用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行了建模仿真优化，接着对几种影响功放性能的关键性毫米波工艺进行了介绍分析，最后在此基础上制作出31-36GHz频带内的驱动功率放大器，在31-36GHz的频带内饱和输出功率在30dBm以上。文章其次对波导H面缝隙耦合结构和四端口分配/合成网络进行了理论分析和建模仿真优化，然后制作出了31-36GHz频段、长宽高尺寸为110mm70mm28mm的四路固态功率合成放大器，测试结果显示，在32.5GHz-36GHz的频带内输出功率大于5W，在31-36GHz的频带范围内，平均合成效率达到了76.8%，实现了设计目标，较好地验证了所设计电路结构的可行性，为以后设计更多路数的功率合成器做了前期的技术准备。由于本文所设计的合成电路结构的亮点主要在于易于加工和体积小等实用性方面，所以选用教研室已有的TriQuint公司饱和功率输出为2W的中功率MMIC芯片TGA1141进行驱动功放和最终四路功率合成器的研制。