近年来,无论在民用还是在军用领域,毫米波技术都得到了越来越多的重视。在通信应用方面,毫米波通信适应了频谱资源向高端发展的技术趋势;在军事领域,毫米波技术是重要的信息对抗手段;甚至在医疗领域,毫米波也具有巨大的发展潜力。而功率放大器正是毫米波通信系统的关键元件,然而,随着频率的升高,单个固态器件的输出功率逐渐降低,通常达不到实际系统的需求。为了得到足够大的输出功率,可以将多个固态器件的输出功率合成从而实现。为此,毫米波功率分配/合成器成为一个研究热点。现有的毫米波空间功率分配/合成技术可以分为二进制树形结构、行波结构、波导内空间功率合成结构以及径向结构等。相比其他几种结构,径向结构具有一次性分配/合成多路信号,且每路信号的幅度和相位一致性良好等优点。本论文主要着眼于实现高隔离度的小型化径向功率分配/合成器,同时还对一种已有的共面魔T结构进行了结构上的优化,主要工作如下:1、设计了一种基于E-T功分网络的的矩形波导-圆波导模式转换器。该结构利用了圆波导的TE01传输模的电场力线绕圆周旋转的特点,通过设计基于E-T分支器单元的一分四路功分网络并与圆波导进行连接,实现了将矩形波导中传播的TE10主模成功变换为圆波导中的TE01模,与传统结构相比,具有尺寸小,能实现高模式纯净度等优点。论文介绍了其工作原理和设计步骤,最后加工和测试了一个Ka波段的模式转换器背靠背结构,验证了设计的正确性。2、设计了基于上述圆波导模式转换器的20路高隔离径向功率分配/合成器。该功分器通过引入设计加工好的圆波导模式转换器,适应了输入输出端口皆为标准矩形波导的设计需求,并大幅减小了尺寸。同时,通过在输出端口间插入电阻膜片,改善了端口匹配和隔离。本文详细阐述了其工作原理和实现方法,最后加工测试了一个实物结构,测试结果与仿真结果吻合良好,显示出良好的特性。3、设计了基于脊波导的共面波导魔T。该结构在前人基于波导-微带探针的具有共面臂的波导魔T研究工作的基础上,使用脊波导耦合结构取代微带探针,提高了功率容量,并且降低了加工难度。在设计、仿真工作完成后,加工了一个脊波导魔T实物,并进行了测试,最后对测试结果进行分析。