Penguat gelombang mikro adalah perangkat untuk meningkatkan sinyal daya keluaran perangkat gelombang mikro, biasanya dengan meningkatkan amplitudo atau ketinggian gelombang yang secara langsung berhubungan dengan tingkat dayanya. Hal ini dicapai dengan menyalurkan daya input tambahan ke perangkat gelombang mikro sehingga radiasi gelombang mikronya membawa lebih banyak energi. Amplifier tersebut biasanya dioperasikan pada frekuensi rendah dari spektrum gelombang radio, yang berkisar sekitar 300 megahertz atau lebih tinggi, dan mereka digunakan untuk berbagai tujuan dari komunikasi broadband hingga sistem radar dan peperangan elektronik oleh militer. Beberapa jenis desain penguat gelombang mikro yang ada termasuk Gyrotron, Klystron, dan Amplitron, yang juga dikenal sebagai Crossed-Field Amplifier (CFA) atau Platinotron.
Dalam komunikasi broadband, penguat gelombang mikro didasarkan pada teknologi transistor seperti transistor persimpangan bipolar (BJT) dan transistor efek medan (FET). Amplifier semacam itu seringkali merupakan sistem multi-tahap untuk mengabadikan kekuatan sinyal jarak jauh di mana fokus teknologinya adalah pada efisiensi sinyal yang ditransmisikan di atas kebisingan apa pun yang diperkenalkan di sepanjang jalan. Selain itu, meskipun ketidakstabilan dalam rangkaian bias umum terjadi pada amplifier, pengembangan sirkuit terpadu untuk kontrol bias umpan balik telah bertindak sebagai aplikasi penyangga untuk membuat stabilitas penguat gelombang mikro jenis ini jauh lebih andal pada 2011.
Gyrotron adalah penguat gelombang mikro yang beroperasi pada tingkat frekuensi yang lebih tinggi dalam spektrum radio, mulai dari 20 gigahertz hingga rentang daya 35 gigahertz. Ini digunakan untuk aplikasi khusus seperti di menara uplink ke pesawat ruang angkasa dan satelit yang mengorbit atau untuk sistem pemancar radar planet. Meskipun Gyrotron pertama kali dikonseptualisasikan pada akhir 1950-an, model awal hanya dapat mencapai tingkat daya dalam miliwatt. Rusia mempelopori penelitian pengembangan mereka dan mencapai tingkat output daya 22 kilowatt pada akhir 1970-an.
Crossed-Field Amplifier atau Amplitron adalah jenis lain dari penguat gelombang mikro broadband yang memiliki sifat mirip dengan magnetron, yang menjadikannya perangkat yang berguna untuk akselerator nuklir. Ini dapat menghasilkan tingkat daya maksimum dalam kisaran megawatt pada 2011, tetapi biasanya berjalan pada tingkat kilowatt, yang membuatnya berguna di banyak aplikasi yang sama dengan Gyrotron. Meskipun Amplitron dapat meningkatkan peringkat efisiensi untuk peralatan gelombang mikro hingga sekitar 70%, biasanya digunakan sebagai penguat sinyal perantara dalam peralatan.
Klystron adalah semacam hibrida di antara alat amplifikasi seperti Gyrotron dan Amplitron. Ini adalah penguat gelombang mikro yang dapat menghasilkan sinyal gelombang pembawa daya rendah dan daya tinggi, dan digunakan baik dalam sistem telekomunikasi dan penelitian akselerator partikel. Klystron mendahului konsepsi Gyrotron, yang pertama kali dikandung pada tahun 1937 oleh dua bersaudara, Russell dan Sigurd Varian, di Universitas Stanford di AS. Penemuan oleh kedua orang tersebut dikreditkan dengan memajukan pengembangan sistem radar di AS dan Inggris sebelum pecahnya Perang Dunia II, tetapi Klystron dimasukkan ke dalam sistem radar yang digunakan oleh Jerman selama perang sedangkan kekuatan Sekutu mengandalkan yang lebih kuat. peralatan magnetron pertama kali dikembangkan pada tahun 1940.