CN114824718B

CN114824718B - 一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件

Info

Publication number: CN114824718B
Application number: CN202210427470.0A
Authority: CN
Inventors: 杨梓晗; 赵立山; 张军; 张强
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2023-10-17
Anticipated expiration: 2042-04-21
Also published as: CN114824718A

Abstract

本发明公开一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件，包括：外导体壳，外导体壳包括环状的外壳侧体和底板；内导体件和阶梯型圆台导体件；外壳侧体靠近底板的区域中具有若干个开口；与若干个开口一一对应的若干个输出端内导体杆，输出端内导体杆的一端与第一侧壁固定连接，输出端内导体杆的另一端延伸至开口中；输出端内导体杆与开口的侧壁之间构成输出端空间通道，内导体件与外壳侧体的内侧壁之间构成输入端空间通道，阶梯型圆台导体件与外壳侧体的内侧壁之间构成过渡空间通道。具有更低的损耗与更高的功率容量；实现微波多路数一级分配，无需采用级联的方式来获得多路数微波输出，避免了因级联引起的微波损耗；具有结构简单、一体化的优点。

Description

一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件

技术领域

本发明涉及微波固态功率分配技术领域，具体涉及一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件。

背景技术

在固态高功率微波技术中，单个固态器件输出功率由于受自身半导体物理特性的影响以及加工工艺、散热、阻抗匹配等问题限制，远远达不到高功率应用的要求。为了解决该问题，通常采用多个固态器件进行功率分配、放大再合成的方法来获得高功率输出。

功分器是一种将一路微波信号分成多路微波信号的微波无源器件；反过来，也可以将多路微波信号合成一路，此时用作合路器使用。这类器件在固态微波功率分配技术领域有着十分重要的地位。

功率分配技术现有技术按照物理层结构分类应用较为广泛的主要是：平面型、波导型。平面型有微带、槽线、带状线，常见的有：Wilkinson功分器、微带分支线定向耦合器等。这类功率分配器主要利用电路结构来实现功率分配，虽然结构紧凑，但由于其功率分配效率低、功率容量小等缺陷不适用于大功率微波分配技术中。

波导型合路器，由金属波导组成，如：矩形波导、圆波导、同轴波导、SIW(基片集成波导)等，具有非常高的功率容量，且损耗极低。常见的波导型功分器有T型功率分配器。T型功率分配器可以实现2路的功率分配，为了得到多路数输入或输出，通常采用级联的方式来获得大功率输出。这种方式就使得分配器的体积较大，微波损耗大、能量利用率低，在功率较大时会造成很大的电损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件，以解决现有大功率多路微波功率分配技术中，只经过一级分配完成多路百瓦级连续波功率分配的问题。

本发明提供一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件，包括：外导体壳；所述外导体壳包括环状的外壳侧体和底板，所述底板与所述外壳侧体的一侧端口连接；被所述外壳侧体环绕的内导体件和阶梯型圆台导体件，所述阶梯型圆台导体件位于所述内导体件和所述底板之间，所述阶梯型圆台导体件具有相对设置的第一顶面和第一底面、以及与第一顶面和第一底面连接的第一侧壁；所述内导体件与部分所述第一顶面固定连接；所述外壳侧体靠近所述底板的区域中具有自外壳侧体的内侧壁至外壳侧体的外侧壁贯穿所述外壳侧体的若干个开口，若干个开口环绕所述外壳侧体的中心轴均匀分布；与若干个开口一一对应的若干个输出端内导体杆，输出端内导体杆的一端与第一侧壁固定连接，输出端内导体杆的另一端延伸至开口中；所述输出端内导体杆与开口的侧壁之间构成输出端空间通道；所述内导体件与外壳侧体的内侧壁之间构成输入端空间通道；阶梯型圆台导体件与外壳侧体的内侧壁之间构成过渡空间通道；所述过渡空间通道与输出端空间通道和输入端空间通道均连通。

可选的，所述开口的形状为圆台型；且开口与外壳侧体的外侧壁相交的图形的直径小于开口与外壳侧体的内侧壁相交的图形的直径。

可选的，所述开口与外壳侧体的外侧壁相交的图形的直径为10mm～16mm；开口与外壳侧体的内侧壁相交的图形的直径为20mm～30mm。

可选的，所述输出端内导体杆的一端嵌入阶梯型圆台导体件。

可选的，所述输出端内导体杆为杆状结构，所述输出端内导体杆的延伸方向与所述外壳侧体的中心轴垂直。

可选的，所述输出端内导体杆的直径等于3mm～7mm，且所述开口与外壳侧体的外侧壁相交的图形的半径R₁与输出端内导体杆的半径R₂的比值范围k满足

可选的，所述阶梯型圆台导体件包括本体区和与所述本体区连接的圆盘底区，所述圆盘底区位于所述本体区和所述底板之间；所述本体区朝向所述内导体件的一侧表面作为第一顶面；所述本体区包括自底板至内导体件的方向上依次连接的第一子本体区至第N子本体区，第一子本体区至第N子本体区的直径依次减小，使得本体区的侧壁具有阶梯台阶；各所述输出端内导体杆与所述第一子本体区的侧壁固定连接；N为大于或者等于2的整数；所述圆盘底区包括自内导体件至底板的方向上依次连接的第二子圆盘区至第M子圆盘区，第二子圆盘区与第一子本体区连接，第一子本体区至第M子圆盘区的直径依次减小。

可选的，所述阶梯型圆台导体件为锥形结构。

可选的，在外壳侧体的中心轴方向上，所述外壳侧体的内侧壁对应的直径均匀不变。

可选的，所述外壳侧体的内侧壁对应的直径为80mm～100mm。

可选的，自所述内导体件朝向阶梯型圆台导体件的一侧至所述内导体件背向阶梯型圆台导体件的一侧，所述内导体件的直径递减。

可选的，所述内导体件的长度L₁为20mm～180mm。

可选的，所述内导体件朝向阶梯型圆台导体件的一侧的底面的半径R₅为10mm～12mm。

可选的，所述内导体件背向阶梯型圆台导体件的一侧的顶面的半径R₄为10mm～12mm，且R₄小于或等于R₅。

可选的，所述开口的数量为8个～20个。

可选的，所述内导体件的中心轴、阶梯型圆台导体件的中心轴、以及外壳侧体的中心轴重合。

本发明提供的技术方案，具有如下效果：

功分器输出端与输入端均为同轴型。同轴线的结构简单且具有圆柱对称性，在一级分配的前提下，端口路数及输入方式的选择更多；同轴线的场分布沿径向对称，有利于实现等幅同相分配，具有***分配效率高的优点。此外，同轴线波导带宽性能好，可以承受的功率容量高。

与传统微带型功分器相比，该发明基于波导型功分器，具有低损耗、高功率容量、散热性能好等优点；同时，该发明可以实现微波多路数一级分配，无需采用级联的方式来获得多路数微波输出，避免了因级联引起的微波损耗的缺陷，具有结构一体化的优点。

本发明可实现百瓦级连续波微波功率多端口分配一次完成，具有损耗低、功率容量高、传输性能好的优点，并满足输出端口幅值与相位的一致性。以S波段的16路功率分配为例，通过有限元电磁仿真和优化，可实现只经过一级分配完成16路微波功率分配，带宽大于300MHz。该功分器可以利用波长共度效应扩展到其它波段。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的基于同轴波导的多路微波功率分配器件的立体示意图；

图2和图3为基于同轴波导的多路微波功率分配器件的剖视图；

图4为阶梯型圆台导体件的剖视图；

图5为外导体壳的剖视图；

图6为一实施例中基于同轴波导的多路微波功率分配器件的电压驻波比(VSWR)仿真结果；

图7为一实施例中基于同轴波导的多路微波功率分配器件的S参数仿真图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件，结合参考图1、图2、图3、图4和图5，包括：

外导体壳100，所述外导体壳100包括环状的外壳侧体101和底板101a，所述底板101a与所述外壳侧体101的一侧端口连接；

被所述外壳侧体101环绕的内导体件102和阶梯型圆台导体件107，所述阶梯型圆台导体件107位于所述内导体件102和所述底板101a之间，所述阶梯型圆台导体件107具有相对设置的第一顶面和第一底面、以及与第一顶面和第一底面连接的第一侧壁；所述内导体件102与部分所述第一顶面固定连接；

所述外壳侧体101靠近所述底板101a的区域中具有自外壳侧体101的内侧壁至外壳侧体101的外侧壁贯穿所述外壳侧体的若干个开口108，若干个开口108环绕所述外壳侧体101的中心轴均匀分布；

与若干个开口101一一对应的若干个输出端内导体杆103，输出端内导体杆103的一端与第一侧壁固定连接，输出端内导体杆103的另一端延伸至开口108中；

所述输出端内导体杆103与开口108的侧壁之间构成输出端空间通道104，所述内导体件102与外壳侧体101的内侧壁之间构成输入端空间通道105，阶梯型圆台导体件107与外壳侧体101的内侧壁之间构成过渡空间通道106，所述过渡空间通道106与输出端空间通道104和输入端空间通道105均连通。

本实施例中，采用一级分配的方式，低损耗、高效率，路数多，在应用于低损耗微波传输电路中有着非常好的传输性能。

本实施例中，多路微波功率分配器件基于同轴波导设置，同轴波导的场分布沿径向对称，有利于实现等幅同相分配，具有***分配效率高的优点。同轴波导带宽性能好、主模截止频率为0、功率容量高，这些优点使得基于同轴波导的功分器具有更好的传输性能。

本发明输出端与输入端均为同轴型。同轴线是一种双导体传输线，由内外两个导体组成。同轴线的结构简单且具有圆柱对称性，在一级分配的前提下，端口路数及输入方式的选择更多；同轴线的场分布沿径向对称，有利于实现等幅同相分配，具有***分配效率高的优点。此外，同轴线波导带宽性能好，可以承受的功率容量高。

该发明基于波导型功分器，具有低损耗、高功率容量、散热性能好等优点；同时，该发明可以实现微波多路数一级分配，无需采用级联的方式来获得多路数微波输出，避免了因级联引起的微波损耗的缺陷，具有结构一体化的优点。

该功分器利用了金属同轴结构的高功率容量、低插损等特点，可实现百瓦级连续波微波功率多端口分配一次完成，并满足输出端口幅值与相位的一致性。以S波段的16路功率分配为例，通过有限元电磁仿真和优化，可实现只经过一级分配完成16路微波功率分配，带宽大于300MHz。该功分器可以利用波长共度效应扩展到其它波段。本发明顺应功率分配技术的发展趋势，在多路功率分配技术研究方面具有重要的研究价值。

所述阶梯型圆台导体件107作为过渡单元，主要实现阻抗匹配、增大带宽的目的。

基于同轴波导的多路微波功率分配器件工作时，微波由输入端空间通道105输入，并通过过渡空间通道106再从若干输入端空间通道104输出。

同轴波导的多路微波功率分配器件关于多路微波功率分配器件的中心轴旋转对称，为实现各路等幅同相输出创造了条件。

本实施例的基于同轴波导的多路微波功率分配器件能满足百瓦级连续波低损耗微波功率分配的需求。

所述外导体壳100的材料可选择符合电学性能的合金材料，例如铝合金，铝合金例如6061铝合金或6063铝合金。

本实施例中，外壳侧体101呈圆柱环。在外壳侧体101的中心轴方向上，所述外壳侧体101的内侧壁对应的直径均匀。在外壳侧体101的中心轴方向上，所述外壳侧体101的外侧壁对应的直径均匀。

在一个实施例中，所述外壳侧体101的内侧壁对应的直径(2R₃)为80mm～100mm，例如R₃为43.5mm。所述外壳侧体101的内侧壁对应的直径较大，这样使得输入端空间通道的空间较大，对于传输的好处为：这部分可以实现输入端与过渡段的阻抗匹配以及输入端与输出端尺寸上的匹配，有着功率容量高、场分布均匀的特点。

所述内导体件102为可选符合电学特性的合金材料，例如铝合金，铝合金例如6061铝合金或6063铝合金。

内导体件102可为空心结构，只要金属壁厚符合硬度的要求，不会受力变形。内导体件102中可以***冷却紫铜管，使得基于同轴波导的多路微波功率分配器件具有更好的散热性能。

在一个实施例中，自所述内导体件102朝向阶梯型圆台导体件107的一侧至所述内导体件102背向阶梯型圆台导体件107的一侧，所述内导体件102的直径递减。也就是内导体件102的侧壁相对于外壳侧体101的内侧壁倾斜。这样设置的好处包括:内导体件102朝向阶梯型圆台导体件107的一侧的底面与第一顶面的接触面接较大，这样内导体件102与阶梯型圆台导体件107之间的连接较为牢固；在电磁传输性能上，有利于实现输入端与阶梯型圆台导体件107的阻抗匹配，减小输入端回波损耗。

在一个实施例中，所述内导体件102的长度L₁为20mm～180mm。

在一个实施例中，所述内导体件102朝向阶梯型圆台导体件107的一侧的底面的半径R₅为10mm～12mm，例如R₅为10.15mm。

在一个实施例中，所述内导体件背向阶梯型圆台导体件的一侧的顶面的半径R₄为10mm～12mm，且R₄小于或等于R₅。

在其他实施例中，自所述内导体件朝向阶梯型圆台导体件的一侧至所述内导体件背向阶梯型圆台导体件的一侧，所述内导体件的直径均匀设置。

在一个实施例中，所述开口108的形状为圆台型，且开口108与外壳侧体101的外侧壁相交的图形的直径小于开口108与外壳侧体101的内侧壁相交的图形的直径。这样设置的好处在于：开口108采用圆台锥形渐变的方式来实现输入/输出阻抗匹配，以达到减小端口反射的目的。

在一个实施例中，各所述输出端内导体杆103的直径(2R₂)为3mm～7mm，例如2R₂为3mm。所述开口与外壳侧体的外侧壁相交的图形的半径R₁与输出端内导体杆的半径R₂的比值范围k满足

在一个具体的实施例中，所述开口108与外壳侧体101的外侧壁相交的图形的直径(2R₁)为10mm～16mm，例如R₁为5mm。

开口108与外壳侧体101的内侧壁相交的图形的直径为20mm～30mm。

所述开口108与外壳侧体101的外侧壁相交的图形的直径等于接头外导体的外直径。

若干开口108之间具有一定的间隔，保证各个输出端口之间具有一定的隔离度，避免相互之间的干扰。

所述输出端内导体杆103可选符合电学特性的合金材料，如铝合金6061、6063。

在一个实施例中，所述输出端内导体杆103的一端嵌入阶梯型圆台导体件107，这样输出端内导体杆103与阶梯型圆台导体件107的连接更加牢固。

所述输出端内导体杆103为杆状结构，所述输出端内导体杆103的延伸方向与所述外壳侧体101的中心轴垂直。

若干个所述输出端内导体杆103围绕所述外壳侧体101的中心轴均匀分布。且各所述输出端内导体杆103距离底板101a的距离均一致。若干个所述输出端内导体杆103之间相互间隔设置。

各所述输出端内导体杆103的直径与所述开口与外壳侧体的外侧壁相交图形的直径在数值上相等。

所述阶梯型圆台导体件107的材料可选符合电学特性的合金材料，如铝合金6061、6063。

所述阶梯型圆台导体件107包括本体区1701和与所述本体区1701连接的圆盘底区1702，所述圆盘底区1702位于所述本体区1701和所述底板101a之间；所述本体区1701朝向所述内导体件102的一侧表面作为第一顶面；所述本体区1701包括自底板101a至内导体件102的方向上依次连接的第一子本体区1701c至第N子本体区，第一子本体区1701c至第N子本体区的直径依次减小，使得本体区1701的侧壁具有阶梯台阶，N为大于或者等于2的整数。任意一个第k子本体区的直径在本体区的中心轴方向上均匀，k为大于或等于1且小于或等于N的整数。

本实施例中，以N等于3作为示例，相应的，本体区1701包括自底板101a至内导体件102的方向上依次连接的第一子本体区1701c、第二子本体区1701b和第三子本体区1701a。在其他实施例中，N还可以为大于或等于4的整数。

所述圆盘底区1702包括自内导体件102至底板101a的方向上依次连接的第二子圆盘区1702a至第M子圆盘区，第二子圆盘区1702a与第一子本体区连接1701c。第一子本体区连接1701c至第M子圆盘区的直径依次减小。

当M等于2时，所述圆盘底区仅包括第二子圆盘区，第二子圆盘区的直径在圆盘底区的中心轴方向上均匀，第二子圆盘区的直径小于第一子本体区的直径。当M大于或等于3时，第二子圆盘区1702a至第M子圆盘区在圆盘底区1702的中心轴方向上依次连接，第M子圆盘区位于第二子圆盘区1702a背离第一子本体区的一侧，第一子本体区连接1701c至第M子圆盘区的直径依次减小。任意一个第j子圆盘区的直径在圆盘底区1702的中心轴方向上均匀，j为大于或等于1且小于或等于M的整数。

本实施例中，以M等于3作为示例，相应的，所述圆盘底区1702包括第二子圆盘区1702a和与第二子圆盘区1702a连接的第三子圆盘区1702ab。在其他实施例中，M还可以为大于3的整数。

所述圆盘底区1702的中心轴和所述本体区1701的中心轴重合。

各所述输出端内导体杆103与所述第N子本体区的侧壁固定连接。本实施例中，当N等于3时，各所述输出端内导体杆103与第三子本体区1701c的侧壁固定连接。

本实施例中，通过优化阶梯型圆台导体件107的阶数N与第一子本体区至第N子本体区的直径尺寸、厚度尺寸及到短路面的距离，能达到阻抗匹配的目的，降低输入端口的回波损耗，从而提高能量传输效率。

在一个具体的实施例中，N为3～7。

在一个具体的实施例中，阶梯型圆台导体件107进行倒角处理，使内部场分布均匀，防止产生尖端放电效应。具体的，任意一个第k子本体区的侧壁和第k子本体区背向底板一侧的表面构成的顶角呈倒角。K为大于或等于1且小于或等于N的整数。

在一个实施例中，所述开口104的数量为8个～20个。

所述内导体件102的中心轴、阶梯型圆台导体件107的中心轴、以及外壳侧体101的中心轴重合。

输入端空间通道的等效阻抗与若干个输出端空间通道同轴的并联等效阻抗越接近，则微波传输性能越好。为了减小输入端空间通道与输出端空间通道的不连续性，参照切比雪夫阻抗变换器的原理，设计了阶梯型圆台导体件，形成过渡空间通道。该结构是功分器模型设计的关键，为保证结构对称性，阶梯型圆台导体件与内导体件处于同一中轴线上，并与内导体件的短路面连接。

输出端空间通道与接头外导体插接。

基于同轴波导的多路微波功率分配器件可以由波长共渡效应原理，通过调整各个结构参数，扩展到其他频段上；输出端口数目也可根据需要设计出12～20个。

该功率分配器可以通过数控车床加工或3D打印技术来实现，具体步骤如下：通过数控车床或3D打印技术加工出外导体壳；利用电火花的方式在外壳侧体的侧壁加工出圆台形的开口；通过数控车床或3D打印技术加工出内导体件和阶梯型圆台导体件，将内导体件和阶梯型圆台导体件焊接在一起。

本实施例中，S₁为第三子本体区1701c的直径，S₂为第二子本体区1701b的直径，S₃为第一子本体区1701a的直径。S₄为第一子圆盘区1702a的直径，S₅为第二子圆盘区1702b的直径。h1为第三子本体区1701c的高度，h2为第二子本体区1701b的高度，h3为第一子本体区1701a的高度。h4为第一子圆盘区1702a的高度，h5为第二子圆盘区1702b的高度。L₁为内导体件102的高度，L₂为外壳侧体的内侧壁至外壳侧体的外侧壁之间的宽度。L₃为外壳侧体的外侧壁至阶梯型圆台导体件的中心轴之间的距离。

利用有限元电磁仿真软件，对该结构进行了优化，优化后的各结构参数为:R₃＝43.5mm,R₄＝5.9mm,R₅＝10.15mm，L₁＝167mm，L₂＝10mm，L₃＝53.7mm。其余参数见表1：

表1结构优化参数值

s₁	s₂	s₃	s₄	s₅
					77mm	62mm	44mm	59.7mm	37.6mm
h₁	h₂	h₃	h₄	h₅
					13mm	17mm	9.5mm	16.7mm	4.5mm

通过仿真模拟，最终得到16路功率分配器的电压驻波比(VSWR)仿真结果如图4所示，可以看出在2.3GHz～2.6GHz频率范围内，回波损耗优于-20dB，端口驻波比小于1.3；在2.4GHz～2.5GHz频率范围内，VSWR优于1.1。S参数仿真结果如图5所示，对于16路功率分配器，各端口理想透射系数为-12dB，从图5中可以看出透射系数S2,1～透射系数S17,1在-12.15～-12.00dB范围内，传输效果理想。测试结果表明功率分配器件可以实现低损耗多路等幅同相输出。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，包括：

外导体壳，所述外导体壳包括环状的外壳侧体和底板；所述底板与所述外壳侧体的一侧端口连接；

被所述外壳侧体环绕的内导体件和阶梯型圆台导体件；所述阶梯型圆台导体件位于所述内导体件和所述底板之间；所述阶梯型圆台导体件具有相对设置的第一顶面和第一底面、以及与第一顶面和第一底面连接的第一侧壁；所述内导体件与部分所述第一顶面固定连接；

所述外壳侧体靠近所述底板的区域中具有自外壳侧体的内侧壁至外壳侧体的外侧壁贯穿所述外壳侧体的若干个开口；若干个开口环绕所述外壳侧体的中心轴均匀分布；

与若干个开口一一对应的若干个输出端内导体杆，输出端内导体杆的一端与第一侧壁固定连接，输出端内导体杆的另一端延伸至开口中；

所述输出端内导体杆与开口的侧壁之间构成输出端空间通道，所述内导体件与外壳侧体的内侧壁之间构成输入端空间通道，阶梯型圆台导体件与外壳侧体的内侧壁之间构成过渡空间通道，所述过渡空间通道与输出端空间通道和输入端空间通道均连通；

所述阶梯型圆台导体件包括本体区和与所述本体区连接的圆盘底区，所述圆盘底区位于所述本体区和所述底板之间；所述本体区朝向所述内导体件的一侧表面作为第一顶面；所述本体区包括自底板至内导体件的方向上依次连接的第一子本体区至第N子本体区，第一子本体区至第N子本体区的直径依次减小，使得本体区的侧壁具有阶梯台阶；各所述输出端内导体杆与所述第一子本体区的侧壁固定连接；N为大于或者等于2的整数；所述圆盘底区包括自内导体件至底板的方向上依次连接的第二子圆盘区至第M子圆盘区，第二子圆盘区与第一子本体区连接，第一子本体区至第M子圆盘区的直径依次减小；

所述开口与外壳侧体的外侧壁相交的图形的半径R₁与输出端内导体杆的半径R₂的比值范围k满足R₁/R₂=k，k大于或等于2.28且小于或等于3.33。

2.根据权利要求1所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述开口的形状为圆台型；开口与外壳侧体的外侧壁相交的图形的直径小于开口与外壳侧体的内侧壁相交的图形的直径。

3.根据权利要求2所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述开口与外壳侧体的外侧壁相交的图形的直径为10mm~16mm；开口与外壳侧体的内侧壁相交的图形的直径为20mm~30mm。

4.根据权利要求1所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述输出端内导体杆的一端嵌入阶梯型圆台导体件。

5.根据权利要求4所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述输出端内导体杆为杆状结构，所述输出端内导体杆的延伸方向与所述外壳侧体的中心轴垂直。

6.根据权利要求4所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述输出端内导体杆的直径等于3mm~7mm。

7.根据权利要求1所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述阶梯型圆台导体件为锥形结构。

8.根据权利要求1所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，在外壳侧体的中心轴方向上，所述外壳侧体的内侧壁对应的直径均匀不变。

9.根据权利要求8所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述外壳侧体的内侧壁对应的直径为80mm~100mm。

10.根据权利要求1所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，自所述内导体件朝向阶梯型圆台导体件的一侧至所述内导体件背向阶梯型圆台导体件的一侧，所述内导体件的直径递减。

11.根据权利要求10所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述内导体件的长度L₁为20mm~180mm。

12.根据权利要求10所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述内导体件朝向阶梯型圆台导体件的一侧的底面的半径R₅为10mm~12mm。

13.根据权利要求12所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述内导体件背向阶梯型圆台导体件的一侧的顶面的半径R₄为10mm~12mm，且R₄小于或等于R₅。

14.根据权利要求1所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述开口的数量为8个~20个。

15.根据权利要求1所述的基于同轴波导的多路微波功率分配器件，其特征在于，所述内导体件的中心轴、阶梯型圆台导体件的中心轴、以及外壳侧体的中心轴重合。