发射功率是衡量毫米波系统的一个重要指标,随着频率的升高,在W波段单个脉冲行波管的输出功率受到加工工艺、结构设计等诸多原因的限制,往往难以满足系统的要求,为了得到更大的输出功率,功率合成技术为解决这类问题提供一种有效的途径,研究W波段行波管的高效率高功率合成技术对于该波段系统的发展具有深远的意义。本文对W波段脉冲行波管的功率合成技术进行了系统性的研究,取得了突出性的成果,主要工作如下：对W波段Riblet定向耦合器的理论进行了研究,实现了W波段的定向耦合器,并将其用作为功率合成系统的功率分配网络和功率合成网络。设计时采用了功率容量大的窄壁耦合,通过在耦合区的波导窄壁上镶嵌两个三角形的金属块以达到了减少回波损耗的效果。测量结果显示,在90-100GHz内,两路的总插损约为1.2dB,各端口的反射系数优于20dB,输出端口的隔离度优于20dB,不平衡度优于±0.5dB。为解决耦合器输出端不平衡的问题,在耦合区的中心处加入调谐螺钉。改进后的测量结果显示,在91-99GHz内,两路的总插损为1.8dB,各端口的反射系数优于20dB,两路输出端口的隔离度优于20dB,不平衡度小于±0.1dB。对功率合成技术理论进行了研究,实现了基于电路级功率合成技术的W波段两路脉冲行波管放大器的功率合成系统。系统的功率分配网络和功率合成网络均采用Riblet定向耦合器,这样可以有效防止两路行波管放大器在合成网络的输出端匹配不佳的情况下,由于输入功率的“互灌”而导致行波管放大器的烧毁,大大提高系统的安全性能。在94±0.5GHz频段内,测量结果显示,最大输出功率为194W,最大合成效率84.6%,平均输出功率为185W,平均效率81%。