微波功率合成技术研究起始于上世纪六十年代，经过三十多年的发展已经成为微波技术研究中的重要领域之一，受到了国内外的广泛关注[3]。经过多年的发展，微波功率合成技术大体上可以分为以下三类：(1)芯片级功率合成；(2)电路级功率合成；(3)空间功率合成[4]。这三种功率合成技术各有利弊，在实际工程应用中，可以根据需要选择不同的合成技术及其组合方案。如图1-1所示：

 各种功率合成技术

1 芯片功率合成

芯片功率合成就是将两个以及两个以上的有源器件进行串并联，实现其功率叠加，提高输出功率。首先在1968年被Josenhans提出，他将 3 个 IMPATT 二极管芯安装在同一块金刚石基体上[5]。这样使它们在电性能上面串联而在热传输路径上面并联，能够增加输入阻抗，减少热阻，实际测得的13GHz 的输出达到了4.5W。再到之后的上世纪七十年代末期，Rucker再将频率范围扩展，达到了 40GHz。随后，二十一世纪初，Jinho Jeong用两块MMIC得到了在24GHZ这个频率的1.6W的输出，以及四块MMIC在这个频率3.3W的输出，同时，合成的效率高至83%[6]。

当然，芯片级功率合成也有不是限制：61677

(1)当合成单元数增多时，一定会减少它的输入或者输出阻抗，使得阻抗难以匹配；

(2)基片大多数被应用于制造无源匹配还有合成传输线，损耗提高，会降低合成效率；

(3)当频率变高，管芯与管芯之间的距离已经不能忽视，再考虑到管芯数量增多，信号到达每个管芯时，电磁环境将会改变，减少了合成效率；

(4)最后，当各管芯间距离变化使得单位管芯实际散热面积变小，管芯数目超过一定程度，就会影响整体的散热性能。

芯片级功率合成是其他合成技术的基础，只有先行提高单个芯片输出功率，才能更好的用别的组合方法来增加输出的功率。

2 电路功率合成

电路功率合成是目前被研究的比较多，也是一种相对成熟的大功率合成技术。它是将两个或两个以上的功率放大支路进行组合，以此来提高输出的功率。根据使用的电路形式的不同，可以分为谐振型功率合成技术与非谐振型功率合成技术。

（一）谐振式功率合成

它的合成原理是把很多单个的功率放大器的输出功率耦合到腔体内合成，以此提高整个电路的输出功率[7]。这种合成方式主要用于微波的高端。由于器件功率直接耦合到谐振腔内进行合成，然后输出，基本上没有路径上的损耗，因此合成效率会很高。但是这种方式的工作频带窄，不适用于宽频带微波通信系统。再加上合成支路的数目，被腔体所限制，当支路个数增加时，会降低电路合成的效率。论文网

谐振式功率合成主要有两种方式:矩形波导腔体谐振合成和柱形腔体谐振合成。两者对比起来，矩形波 导腔体的谐振合成在工程上应用的更广泛。首先，由于矩形波 导腔体输出口与标准波导容易相互转换[8]。随着合成器件的数量的增加，矩形波导可以靠增大工作腔体的长度，从而保持腔体的高度与宽度不发生变化，并且这样工作模式的数目增加的比较缓慢。相比较而言，圆柱形腔体的谐振合成就要受限于制造加工的工艺水平以及工作模式。

（二）非谐振式电路合成

非谐振式电路合成方式是将多个功率放大单元，通过功率分配/合成网络来连接，获得更大的功率输出[9]。其特点是:

（1）一般来说，工作的带宽比谐振式合成的要宽一些；

（2）分配/合成网络为合成的单元间提供了一定的隔离度，可以说，基本消除了由单元间的相互作用带来的不稳定；