图1。3理想的耦合链式功率合成

在理想情况下，电路中第M级合成对该级输出功率P的贡献为1/M，即该级的耦合度为10lgM(dB)。原则上可以继续将耦合度为10lg(M+1)(dB)的第M+1级级联在第M级之后，来增加功率输出，直至符合需求。不过，来自耦合度自身的损耗会对合成效率产生影响，且随着级联数目的增多，这种情况将越发明显，因此不能保证耦合器制作的精确度。   3）多路功率合成

多路Wilkinson电桥、径向线 (Radial-Line)、Ruker电路、锥形波导电路结构，以上是目前多路合成主要采用的电路。在合成网络中，利用阻性材料抑制高次模的激励，并提髙各合成单元间的隔离度。

3  空间功率合成技术

上世纪八十年代初，运用于毫米波段的空间型功率合成方法被提出，但它直到上世纪八九十年代才真正得到人们的重视并加以深度的研究。这类合成方法主要是利用多个功率辐射单元，以适当的相位关系来完成功率的叠加。根据合成方式的不同，空间功率合成又分为自由空间波功率合成与准光腔功率合成，前者利用了天线的辐射与互耦特性，在自由空间对各个器件的辐射功率进行合成，然后使用天线接收合成后的功率。后者是将器件通过相异的结构形式装配到准光腔中进行功率合成；空间功率合成与电路合成不同点在于，其通过耦合的有源器件，功率转换为大直径的导波波束，再根据需求将波束汇聚到空间功率需求点或直接转变为波导模式输出。

在空间型功率合成中，大直径的波束横截面允许合成更大的合成单元数目，从而可以输出更高的功率；而由于所有的合成单元都处于并联的状态，合成单元数目不会影响损耗，致使上述两种空间型功率合成技术在多合成单元(>32)应用场景时优势明显，可以满足高功率的需求。同时，在经过优化后，这两种技术的合成损耗会变的极低。

从可靠性角度出发分析，相互间的影响因为各合成单元之间并联的关系也变得很小。根据容错性(Graceful Degradation Property)实验，当部分单元失去功效时，系统依旧可独立于这些单元照常工作，避免了崩溃的情况出现。由于空间合成这些优异的特性，使其成为目前业界最看好的一项技术。

空间型功率合成在放大单元排列构架方面，基本上可以分为两类：瓦片状(Tile)排列和碟状(Tray)排列。在瓦片状和碟状系统中，阵列面分别与波束传播方向垂直和相切。在瓦片状架构发展过程中，衍生出了两种不同的结构：有源阵列放大器(Active Array Amplifier)排列、网格放大器(Grid Amplifier)排列。前者的蜂窝有着较后者更大的单元尺寸，其天线更类似于片状(Patches)、缝隙(Slots)等常规天线。这种更大的蜂窝单元使得多级MMIC结构更为简单,输出功率和增益也会相应的增大，所以多用于高功率、高增益场景。关于网格放大器，因有源器件密度大，可用来制成单片电路，有利于大规模量产的优点，在功率合成和中等增益场景的应用还是很普遍的。

4  混合型合成技术

很明显，采用任何一种单独的功率合成技术并不能满足系统对输出功率日益增长的需求。那么，我们可以选择联合以上介绍的几种合成技术来进行功率合成。比如，市面上常见的放大器芯片，通常采用的是电路级和芯片级合成方法的放大型合成方法，如图1。4 就是型号为Tri〇uintTGA4516的放大器芯片版图，它采用的就是八条支路放大型电路 级功率合成方法，在Ka波段输出功率是2W。

 TGA4516放大电路的芯片电路版图

从功率合成技术发展历史和合成技术分类情况可以看到，功率合成技术关心的主要是合成效率、输出功率大小(由可以合成的单元放大器数目大小决定)、结构复杂程度、 散热性能、工作频率和带宽等，功率合成技术的发展就是围绕这些主题进行的。每一种合成方案都存在其优势，但也有其不完善的地方。所以我们应当根据实际情况综合运用合成技术。