相对论电子注微波器件由于相对论电子注电压高、电流大,因而微波脉冲功率的峰值功率高,目前已经超过数十吉瓦量级的水平,高脉冲功率在应用中需要进行功率分配。功率分配器是可以将一路输入信号能量按照工程需求指标来分配成多路信号能量的一种微波无源系统中常用的器件,同时功率分配器的反用可以同时将几股分散的能量合到一起,达到大功率输出的目的。具体应用如固态器件的功率合成,随着毫米波频段频率的提高单个固态器件的输出功率十分有限,无法达到系统高功率的应用需求。为了得到更大的输出功率,需要将多个固态器件进行功率合成。功分器有很多的种类,按材料分,常见的微波功分器件有微带功分、波导功分器和基片波导功分器;其中微带功分器体积小、结构紧凑、成本较低,但是其带宽窄、功率容量小、插损大。而波导功分器体积相对比较大,但是其功率和带宽方面的优良特性使其广泛用于宽带无线通信、大功率发射机、阵列天线馈源网络、相控阵雷达及功率放大器等微波设备,且在毫米波频段也有很大的应用。在毫米波频段功率合成/分配器的设计中,因为毫米波损耗较高,可使用波导空间功率合成的方式。此外,对于功率合成技术来说,也要求功率分配幅度和相位有良好的一致性。基于同轴波导形式的功率分配器在满足插入损耗、幅度相位一致性等指标的同时还具有宽频带、低损耗、易加工等特点。故本文研制了一种Ka波段TE01◎功率分配/合成器,其具有宽频带、高转换效率的特点,并且结构易于加工。本文主要进行了以下工作,并取得相关成果:1、任意N路径向功率分配器设计理论和仿真验证。介绍了径向功率分配网络理论并给出功率分配器传输性能计算公式,重点讨论了同轴波导任意N路径向功率分配器的设计理论,依据理论指导设计了若干功率分配器实例并仿真了功率分配器的传输性能,证明任意N路径向功率分配器设计理论切实可行,设计出的器件可以满足工程需要。随后对功分器更多方面的性能进行评估,重点讨论将功率分配器作为合成器时输入信号幅相不一致时器件合成效率的变化,并利用前文设计实例进行验证。考虑到本器件的分配路数N可能足够大,设计了一个36路功分器实例进行验证,并考虑到N较大会给器件带来结构不紧凑的问题两端口之间存在阻抗匹配的问题,设计了一个过渡段结构并进行仿真优化。2、为了测试任意N路同轴径向功率分配器的传输性能,设计并优化了一个四路功率分配器背靠背测试模型,在上文提到的功率分配器之外,设计了供测试使用的功率分配网络,其中包括E面T型节,弯波导等器件。完成了对上述器件的结构设计的匹配优化,降低可能出现的插入损耗。并提出了一种全新“花瓣”匹配结构,进一步改善匹配并抑制了杂模的激励,最终得到了较优的插入损耗和回波损耗,可供加工测试。3、四路同轴径向功率分配器的加工测试。绘制四路模型加工装配图并进行分块加工,对加工器件进行组装固定。在实验室利用矢量网络分析仪搭建测试平台,对加工的功率分配器样品进行背靠背测试,通过矢量网络分析仪得到S11、S12测试结果并与仿真对比,在35.8～36.2GHz频段内,背靠背测试结构插入损耗约为-0.72～-0.64d B,背靠背测试结构回波损耗在33～36GHz频段内回波损耗<-5d B,结果显示测试结果虽有误差,但整体与仿真结果吻合良好。