Ένας ενισχυτής μικροκυμάτων είναι μια συσκευή για την ενίσχυση του σήματος ισχύος εξόδου μιας συσκευής μικροκυμάτων, συνήθως αυξάνοντας το πλάτος ή το ύψος του κύματος που σχετίζεται άμεσα με το επίπεδο ισχύος του. Αυτό επιτυγχάνεται με τη διοχέτευση πρόσθετης ισχύος εισόδου στη συσκευή μικροκυμάτων, έτσι ώστε η ακτινοβολία μικροκυμάτων της να μεταφέρει περισσότερη ενέργεια. Τέτοιοι ενισχυτές συνήθως λειτουργούν σε χαμηλές συχνότητες του φάσματος ραδιοκυμάτων, που κυμαίνονται γύρω στα 300 megahertz ή υψηλότερες, και χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς, από ευρυζωνικές επικοινωνίες έως συστήματα ραντάρ και ηλεκτρονικό πόλεμο από τον στρατό. Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι σχεδίων ενισχυτών μικροκυμάτων, όπως ο Gyrotron, ο Klystron και ο Amplitron, ο οποίος είναι επίσης γνωστός ως ενισχυτής διασταυρούμενου πεδίου (CFA) ή Platinotron.
Στις ευρυζωνικές επικοινωνίες, ένας ενισχυτής μικροκυμάτων βασίζεται σε τεχνολογία τρανζίστορ όπως το διπολικό τρανζίστορ διασταύρωσης (BJT) και το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου (FET). Τέτοιοι ενισχυτές είναι συχνά συστήματα πολλαπλών σταδίων για τη διαιώνιση της ισχύος ενός σήματος σε μεγάλες αποστάσεις, όπου η εστίαση της τεχνολογίας είναι στην απόδοση του μεταδιδόμενου σήματος έναντι οποιουδήποτε θορύβου που εισάγεται στην πορεία. Επίσης, αν και η αστάθεια στα κυκλώματα πόλωσης είναι συνηθισμένη στους ενισχυτές, η ανάπτυξη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για έλεγχο πόλωσης ανάδρασης έχει λειτουργήσει ως εφαρμογή προσωρινής αποθήκευσης για να κάνει τη σταθερότητα αυτού του τύπου ενισχυτή μικροκυμάτων πολύ πιο αξιόπιστη από το 2011.
Ο Gyrotron είναι ένας ενισχυτής μικροκυμάτων που λειτουργεί στο υψηλότερο επίπεδο συχνοτήτων στο ραδιοφάσμα, οπουδήποτε από 20 gigahertz έως και 35 gigahertz εύρος ισχύος. Χρησιμοποιείται για εξειδικευμένες εφαρμογές όπως σε πύργους ανοδικής ζεύξης σε διαστημόπλοια και δορυφόρους σε τροχιά ή για συστήματα πομπών πλανητικών ραντάρ. Αν και τα Gyrotron δημιουργήθηκαν για πρώτη φορά στα τέλη της δεκαετίας του 1950, τα πρώιμα μοντέλα μπορούσαν να επιτύχουν επίπεδα ισχύος μόνο σε milliwatts. Η Ρωσία πρωτοστάτησε στην έρευνα για την ανάπτυξή τους και πέτυχε επίπεδα ισχύος 22 κιλοβάτ μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1970.
Ο ενισχυτής διασταυρούμενου πεδίου ή Amplitron είναι ένας άλλος τύπος ενισχυτή μικροκυμάτων ευρείας ζώνης που έχει ιδιότητες παρόμοιες με το magnetron, γεγονός που τον καθιστά χρήσιμη συσκευή για πυρηνικούς επιταχυντές. Μπορεί να παράγει μέγιστα επίπεδα ισχύος στην περιοχή μεγαβάτ από το 2011, αλλά συνήθως λειτουργεί σε επίπεδο κιλοβάτ, γεγονός που το καθιστά χρήσιμο σε πολλές από τις ίδιες εφαρμογές με το Gyrotron. Αν και το Amplitron μπορεί να αυξήσει τις αξιολογήσεις απόδοσης για εξοπλισμό μικροκυμάτων σε περίπου 70%, χρησιμοποιείται συνήθως ως ενδιάμεσος ενισχυτής σήματος σε εξοπλισμό.
Το Klystron είναι ένα είδος υβριδίου μεταξύ εργαλείων ενίσχυσης όπως το Gyrotron και το Amplitron. Είναι ένας ενισχυτής μικροκυμάτων που μπορεί να παράγει σήματα κυμάτων χαμηλής και υψηλής ισχύος και χρησιμοποιείται τόσο σε συστήματα τηλεπικοινωνιών όσο και σε έρευνα επιταχυντών σωματιδίων. Το Klystron προηγείται της σύλληψης του Gyrotron, αφού συνελήφθη για πρώτη φορά το 1937 από δύο αδέρφια, τον Russell και τον Sigurd Varian, στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στις ΗΠΑ. Η ανακάλυψη και από τους δύο άνδρες πιστώνεται με την πρόοδο της ανάπτυξης συστημάτων ραντάρ στις ΗΠΑ και το Ηνωμένο Βασίλειο πριν από το ξέσπασμα του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου, αλλά το Klystron ενσωματώθηκε σε συστήματα ραντάρ που χρησιμοποιούσε η Γερμανία κατά τη διάρκεια του πολέμου, ενώ οι συμμαχικές δυνάμεις βασίζονταν αντ’ αυτού σε πιο ισχυρά Ο εξοπλισμός magnetron αναπτύχθηκε για πρώτη φορά το 1940.