单片微波集成电路（MMIC）具有电路损耗小、输出功率大、工作频带宽、噪声小系数、动态范围大等优点。与传统的混合微波集成电路相比又具有一致性强、可靠性高、芯片体积小等优势，在军事和民用领域都有着广泛的应用。本文讨论的Ka波段单片功率放大器采用单片微波集成电路的方式实现，是构成有源相控阵雷达发射/接收组件的重要组成部分。论文首先完成了Ka波段单片功率放大器国内外研究情况的调研，针对包括MMIC有源器件和无源器件、MMIC工艺流程以及MMIC CAD设计流程等MMIC相关理论和工艺展开了分析，同时对功率放大器设计理论进行了回顾。接着探讨了设计过程中器件栅宽栅指数的选择、晶体管的热分析、偏置电路以及匹配电路形式的选择等，完成了单级电路的设计。根据单级电路的性能，采用四级级联、一次功率合成的方式设计了Ka波段单片功率放大器。根据具体的系统指标结合工艺线的特点确定了整体电路的拓扑结构。利用微波仿真软件ADS完成了整体电路原理图仿真，根据元器件以及走线规则的版图调整规律进行了版图调整，确定了最终版图。最终设计的Ka波段单片功率放大器符合设计指标要求，饱和输出功率大于28dBm,小信号增益为31±1dB,输入输出驻波比小于3，最终的版图面积为3.7×1.7mm~2。