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在过去的三十年间,MMIC功率放大器凭借着在民用通信和军事系统中的普遍应用,得到了世界各国的广泛重视,推动了MMIC功率放大器的快速发展。W波段毫米波通信系统能够传送更多的信息,对于拓宽通信频谱有重要意义。W波段功率放大器作为W波段毫米波通信系统的重要组成部分,吸引了众多国内外研究机构的研究热潮。磷化铟高电子迁移率晶体管（InP HEMT）超高的电子迁移率特性使其在高速、高频电路应用广泛,并且还具有增益高、噪声低等优良的特性,被公认为是超高速功率放大器、低噪声放大器的最佳选择。近年来,国外报道的基于先进InP HEMT工艺实现的功率放大器在W波段,D波段,G波段甚至太赫兹波段都有众多的研究成果。然而,国内InP HEMT工艺水平相对落后,InP基功率放大器电路的设计技术尚不成熟,目前报道的基于国内自主InP HEMT工艺所设计的功率放大器大多结构简单,输出功率等指标不能够满足应用需求。随着国外对各种高频电路的禁运,基于国内自主的InP HEMT工艺,探索W波段InP基功率放大器的设计方法,设计高性能的W波段InP基功率放大器迫在眉睫,意义深远。功率合成技术作为提高输出功率最有效的技术手段,在国外W波段InP基功率放大器的报道中已获得广泛应用,而国内在W波段InP基功率放大器设计中,对于功率合成技术的研究比较欠缺中。因而本文将基于国内自主的70nm InP HEMT工艺进行W波段功率放大器的设计,针对功率合成技术的原理进行分析,提出高效紧凑的功率合成结构,探索与总结W波段功率放大器的设计方法。本文围绕W波段InP HEMT功率放大器的设计展开研究,主要完成的工作如下:（1）介绍了衡量功率放大器性能的主要参数和InP HEMT的器件原理,基于中国电子科技集团第十三研究所的70nm InP HEMT工艺设计了一款中心频率94GHz的单级功率放大器,该单级功率放大器在94GHz,输入功率为9dBm时,输出功率为13.76dBm,功率附加效率PAE为18.1%,增益S21为9.6dB。通过单级功率放大器的设计详细叙述了功率放大器的设计流程和技术要点,该单级功率放大器被用作为后续功率合成结构功率放大器的输出级功率单元。（2）引进了功率合成技术,用奇偶模分析法着重分析了Wilkinson功分器的原理,并且根据本文的需求,设计了复数阻抗匹配的紧凑型Wilkinson功分器。并且采用改进前和改进后的结构进行了实例设计,对比发现,改进后结构的版图只有改进前的50%左右,并且网络的损耗较小,各端口匹配良好。证明本文设计的该款功分器确实能够直接实现复数阻抗匹配的功能,端口匹配特性良好,并且该功分器结构紧凑,能够起到降低芯片面积的作用。（3）利用所设计的复数阻抗匹配的紧凑型Wilkinson功分器,结合多级级联和并联匹配技术,设计了一款四级八路功率合成的W波段InP HEMT功率放大器。该W波段功率放大器,在75GHz到110GHz的W波段内,增益S21大于21dB;输入功率为8.5dBm,工作频率为94GHz时,输出功率为19.6dBm,对应的功率增益达到11dB。