近年来，随着无线通信的迅速发展，毫米波通信日益提上日程。然而随着频率的提高，单个固态器件的输出功率受到限制，难以满足高功率输出的要求。由于介质损耗随着频率的上升而增加，基于波导的功率合成器和空间功率合成技术在毫米波波段得到了广泛的应用。本文在前人的工作基础上提出了几种新型的波导空间功率分配/合成器，给出了理论分析，等效电路模型，并通过电磁仿真和实物加工测试对所提结构进行验证。本论文主要是研究如何实现Ka波段（26.5GHz-40GHz）宽带、多路（高功率）、高效率的行波空间功率分配/合成器，展开了如下的研究工作：首先是介绍微波毫米波功率合成技术发展的相关背景，并对最新的研究成果进行了总结。然后重点研究Ka波段波导行波功率合成技术的一些关键技术，以解决行波结构中合成路数不多，带宽较窄和相位不平衡等问题。并在研究的基础上，提出了三种Ka波段波导行波功率分配/合成器结构：1，提出了基于微带探针的波导行波空间功率分配/合成器。本章所提的多路耦合结构有效的解决了合成路数和最大耦合度结构的难以加工的矛盾。该结构的另一个优点是在相同耦合级数时，耦合路数的提高并没有增加额外的传输路径，有望实现毫米波多路高效率功率合成器。2，提出了同相输出脊波导探针的波导行波空间功率分配/合成器，该结构为全波导结构，损耗低且易于加工。由于该结构的输出端口为矩形波导，可以通过延长输出矩形波导的长度，实现功率分配系数同相或反相输出。由该同相或反相输出的功率分配器构成的合成放大器，进入放大器单元的功率由功率分配器的分配系数决定，与放大器的反射系数无关。当合成放大器中有一个或几个放大器单元因某些原因不工作，对合成器的其他放大器的输入信号不会有影响，具有良好的失效性。3，提出了高隔离不等功分E-T分支波导行波功率分配/合成器，通过在传统不等功分E-T分支行波功率分配器的基础上加入电阻膜片实现高隔离特性，使之构成的功率合成器具有良好的失效性。通过引入匹配切角实现宽带的匹配和等功率分配，并通过扩展输入波导窄边和在输出波导引入阻抗匹配结构这两种方法上改善在分配路数增加时加工难度大的问题。