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功率合成放大器是微波毫米波通信系统的重要组成部分,而行波式功率合成放大技术由于其频带宽、结构紧凑等优点在实际工程中得到了广泛的应用。本文结合国内外发展现状,对可以实现高性能、宽频带的Ka波段行波式功率合成放大器进行研究与设计。首先,通过对电磁带隙结构的研究与分析,采用波导传输法和色散分析法对Ka频段电磁带隙结构进行分析与设计,仿真结果显示这种电磁带隙结构的频带范围为21-58GHz,可以覆盖整个Ka频段。其次,基于对微带探针行波式功率分配合成网络的分析,提出一种基于E面Y分支波导的功率分配合成网络,实物加工测试结果显示在26.5-37.5GHz频带内,回波损耗低于-14dB,插入损耗小于2.5dB。再次,提出一种基于脊间隙波导的行波式功率分配合成网络,耦合单元采用脊探针结构实现了一体化加工,解决了微带探针耦合单元插入损耗大且对装配精度要求高的缺点。实物加工测试结果显示这种结构在整个Ka频段内,回波损耗低于-15dB,背靠背结构插入损耗≤1.2dB,合成效率≥85%,具有良好的宽带特性。最后,对Ka频段功率合成放大器的有源网络进行设计,并装配构成完整的功率合成放大器,实际测试结果显示本文设计的功率合成放大器最大输出功率≥1.5W,本文设计的功率合成放大器具有广泛的工程应用前景。