与电真空功率放大器相比，固态功放因供电电压低、重量轻、可靠性高、易于模块化及小型化等优势，在毫米波功率合成中被广泛采用。但往往单个MMIC芯片放大器在宽带应用时功率输出不足，为了解决该难题，宽带功率合成放大技术被寄予厚望，8mm全频带功率合成放大技术具有重要的理论研究和工程应用价值。采用小反射理论的渐变微带传输线经验公式，将平面结构形式引入到了8mm全频带设计，实现了渐变线型Wilkinson功率分配器。测试结果表明：整个频带插入损耗0.2~0.6dB；输出端口相位差小于8°，反射损耗大于12dB；在26.5~39GHz范围内，输入反射损耗大于10dB，输出端口隔离度优于15dB。基于阶梯阻抗变换理论，采用隔离电阻加载和波导-微带同侧双探针过渡形式，实现了Y型波导-微带四路功率合成器。测试结果显示：在整个8mm频带，不同分支上的输出端口隔离度大于15dB，整个背靠背结构插损约为1.2dB，呈现高隔离、低损耗、宽频带性能。基于Y型波导-微带四路功率合成器，实现了8mm全频段四路功率合成放大器，解决了单个MMIC宽带放大器功率输出不足的问题。测试结果表明：在27-31GHz，合成效率大于75%，在28GHz处实现最大饱和输出功率30.25dBm，在29GHz处有最大1dB压缩点输出功率29.9dBm，对应合成效率亦是最大，为82.6%。由于国内公开发表的文献中尚不见对于整个Ka频带的宽带功率合成放大器的报道，故该成果填补了Ka全频段W级功放的研究空白。