[發明專利]一種新型微波ECR離子推力器放電室

有效

• 申請號: 201811518295.6
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109681398B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 朱康武;李云濤;王金海;于學文;黃天坤;孫俊;韓飛
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 圣冬冬

一種新型微波ECR離子推力器放電室，由永磁體磁場和微波天線兩個相互偶合的部分組成。永磁體磁場由徑向磁場與軸向磁場組成，形成多個電子回旋共振區以明顯增加微波的利用率，大幅度減少電離損失，提高離子推力器效率。微波天線由軸向環形天線與徑向環形天線兩部分組成，通過將微波直接饋送至軸向磁環電子回旋共振區與徑向磁環電子回旋共振區，可以有效減少微波在等離子體中傳輸的損失，增加微波與磁場的耦合作用，從而有效提高微波利用率。本方案特別適用于推力10mN以下的微推力離子推力器。

技術領域

一種新型微波ECR離子推力器放電室，屬于空間推進技術領域。

背景技術

近年來，各種航天器對具有高比沖的離子推力器的需求較來越迫切，而微波ECR離子推力器具有結構簡單、工作可靠、成本低等優點，因而是一種極具優勢的微推力離子推力器形式。

該技術解決了傳統微波離子推力器電離效率較低的問題，可以明顯減小電離損失，增加引出電流，提高離子推力器效率。

發明內容

針對現有技術不足，本發明的一種新型微波ECR離子推力器放電室，由永磁場和微波天線兩部分組成。

所述永磁體磁場由徑向磁場與軸向磁場組成，形成多個電子回旋共振區以明顯增加微波的利用率；所述微波天線由軸向環形天線與徑向環形天線兩部分組成，通過將微波直接饋送至軸向磁環電子回旋共振區與徑向磁環電子回旋共振區，可以有效減少微波在等離子體中傳輸的損失，增加微波與磁場的耦合作用，從而有效提高微波利用率。

進一步，永磁體在推力室內產生需要的磁場強度與分布，提供多個微波電子回旋共振區。設計成特定形狀與尺寸的天線將微波功率直接饋送至電子回旋共振區附近，提供高效的電離能量。

永磁體徑向永磁體與軸向永磁體兩部分組成，形成一個軸向電子回旋共振區和兩個徑向電子回旋共振區。

天線由軸向環形天線與徑向環形天線兩部分組成，分別將微波功率饋送至向電子回旋共振區和徑向電子回旋共振區。

·附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的一種新型微波ECR離子推力器放電室工作原理圖。

·具體實施方式

在圖中，圖中1.屏柵，2.絕緣外套，3.腔體，4.導磁底板，5.后蓋， 6.螺釘，7.微波接頭，8.微波接頭安裝螺釘，9.微波天線，10.徑向內磁環，11.徑向外磁環，12.軸向定位套筒，13.軸向內磁環，14.隔圈， 15.軸向外磁環。

本發明的一種新型微波ECR離子推力器放電室，徑向內磁環10 的充磁方向為軸向充磁，磁場方向為外N內S；徑向外磁環11的充磁方向為軸向充磁，磁場方向為外S內N。在徑向內磁環10與徑向外磁環11之間的磁場形成一個徑向的電子回旋共振區。

軸向內磁環13的充磁方向為徑向充磁，磁場方向為內N外S；軸向外磁環15的充磁方向為徑向充磁，磁場方向為內S外N。在軸向內磁環13與軸向外磁環15之間的磁場形成一個軸向的電子回旋共振區。

在軸向內磁環13與徑向外磁環11之間的磁場形成另一個徑向的電子回旋共振區。

微波天線9上加工有兩個直徑不一樣的圓環狀天線。前端大直徑圓環天線為軸向天線，其布置在軸向內磁環13與軸向外磁環15中間，直徑與軸向電子回旋共振區域重合。后端小直徑圓環天線為徑向天線，圓環處于徑向內磁環10與徑向外磁環11之間。通過調節徑向天線與徑向內磁環10和徑向外磁環11之間的軸向距離，將徑向天線放置于徑向電子回旋共振區相重合的區域。