毫米波频段是目前雷达、导航、卫星通信技术开发应用的主要频段之一。为了实现更远的通信距离和更强的抗干扰能力,毫米波大功率资源的获取仍然是一个关键问题。随着空间技术的迅速发展,通信中所需要的发射功率越来越大,单个固态MMIC芯片难以达到要求,这就需要采用功率合成技术。本文研究了Ka频段基于波导的二进制树形电路功率合成技术。首先对波导T型结、分支波导耦合器、H面缝隙耦合器以及三端口功率分配/合成网络进行了理论分析,并运用电磁场仿真软件CST和HFSS对上述几种网络进行了场分析。在此基础上制作了本文所需的波导-微带过渡和几种功率分配/合成器,并行了测试:测试结果表明,所研究的波导-微带过渡结构和功率分配/合成网络均能满足实际工程应用。其中微带探针型波导-微带过渡结构的损耗在频带内小于0.4dB,回波损耗小于-12dB;H面缝隙耦合器的损耗小于0.5dB,回波损耗小于-18 dB。此外,对影响功率合成效率的各种因素、几种毫米波工艺进行了讨论。首先,在上述工作的基础上,本文研究了一种新型的四路波导T型结二进制树形形式的功率分配/合成网络,在此基础上利用CHA5294中功率MMIC芯片研制了一种四路功率合成放大器(实测带内最大合成效率为91%):将一个功率芯片单独做在一个腔体里面形成一个功放模块,让若干个单独的功放模块并排叠加在功率分配和功率合成网络之间来完成合成放大器的制作,这样做可以提高产品的可维护性:每个单独的功放模块都是标准件,当工作中坏掉一路或者几路时,可以很方便的换上备用的模块;由于每个单片单独做在一个腔体里面,具有单独的散热空间,产品的固有散热能力很强,可以提高产品的可靠性。其次,根据这个思路,本文继续研究了分支波导耦合器形式的八路功率分配/合成网络,然后同样利用CHA5294制作了两个八路功率合成放大器;最后,利用H面波导缝隙耦合器将上述两个功率合成放大器背靠背组合起来,形成了一个十六路的功率合成放大器,测试结果显示它们在带内的最大合成效率分别为88%和95%。