高功率放大器是无线通信系统发射机中不可或缺的关键部件。随着无线通信系统向高频的快速发展,对于高频、高效、宽带、大功率的功率器件的需求与日俱增。但随着频率的增加,固态功率器件的尺寸和功率容量却在显著地减少,单个固态功率器件常常难以满足系统的需求。为此,毫米波高功率发射系统常常需要功率合成技术得以实现,其中空间功率合成技术的合成效率几乎不受合成路数的影响,在多路合成时具有显著优势。本文充分结合了空间功率合成技术和新型的电磁波导波结构——基片集成波导(SIW)的优势,在毫米波高频段W波段提出了多种功率合成实施方案。本文的主要工作成果有:1、在W波段将常用的矩形波导-微带探针过渡和微带-SIW直线渐变过渡相结合,设计了SIW到矩形波导的宽带探针过渡,该设计具有结构体积小、结构简单的优点。实物测试结果表明,一对过渡转换器与一段SIW所组成的背靠背结构在整个W波段的反射系数都小于-10dB,而总插损在75-106GHz的频率范围内都小于2dB,具有低损宽带的特点。2、从开槽SIW的分析出发,基于行波功率合成理论,在W波段基于开槽SIW提出了一个四路行波功率合成器。该合成器工作在88—94.2GHz的频段内,插入损耗在0.34 dB到0.73dB之间,具有易集成、带宽相对较宽、插入损耗较低、合成效率较高、合成路数易扩展的特点。3、基于双层SIW宽边缝隙耦合器,在W波段提出了一种双层SIW四路功率合成器。由于耦合器高隔离度的特性,以及耦合都发生在SIW内部而没有能量的泄露,该合成器具有低损宽带、合成效率高、横向尺寸小等优点。4、基于多层SIW与矩形波导的过渡结构,在W波段提出了一种四层SIW四路功率合成器。该合成器采用波导内空间功率合成技术,不仅具有低损宽带、合成效率高、结构简单等优点,且其合成效率几乎不随合成路数的影响。