[發明專利]一種自冷式微波增強電推力器

有效

• 申請號: 201910961775.8
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN110735776B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 夏廣慶;韓亞杰;孫斌;范益朋;葉靖宇;李忠林
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F03H1/00
• 分類號: F03H1/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種自冷式微波增強電推力器，包括金屬天線(1)、放電腔體(2)、進氣接口(3)、SMA微波輸入接口(4)、錐形出口(5)和永磁環組(6)；其特征在于，所述的放電腔體(2)為一端封閉的圓筒形結構，其封閉面外側固定安裝圓柱凸臺(201)，圓柱凸臺(201)與放電腔體(2)同軸，圓柱凸臺(201)的圓周面開有螺紋，圓柱凸臺(201)的端面中心處開有圓形通孔，通孔貫穿到放電腔體(2)內部；所述的放電腔體(2)內表面為變內徑結構，包括小內徑段、大內徑段，靠前封閉面的內徑小，遠離封閉面的內徑大；

所述金屬天線(1)包括金屬圓柱(101)和天線固定座(102)；所述的天線固定座(102)為一端封閉的圓筒形結構，天線固定座(102)的內表面開有螺紋；所述的天線固定座(102)的封閉面內側安裝有金屬圓柱(101)，金屬圓柱(101)與天線固定座(102)同軸；所述的金屬天線(1)通過螺紋安裝在圓柱凸臺(201)上，金屬圓柱(101)穿過圓柱凸臺(201)和放電腔體(2)的通孔位于放電腔體(2)內部，通過旋轉天線固定座(102)實現金屬圓柱(101)的伸出長度連續可調；

所述放電腔體(2)的小內徑段等間距的開有三個螺紋通孔，每個螺紋通孔的軸線與放電腔體(2)的軸線垂直；所述的三個螺紋通孔中，兩個螺紋通孔連接進氣接口(3)，另外一個螺紋通孔連接SMA微波輸入接口(4)；SMA微波輸入接口(4)用于將微波功率饋入到金屬天線(1)，從而激發工質氣體放電，在放電腔體(2)內產生等離子體；所述的微波功率為2.45GHz；

所述的進氣接口(3)將工質氣體導入放電腔體(2)內產生等離子體，并冷卻金屬天線(1)；

所述的錐形出口(5)為圓柱形，錐形出口(5)的兩個端面之間開有錐形通孔；所述的錐形出口(5)安裝在放電腔體(2)的大內徑段，錐形出口(5)與放電腔體(2)同軸；所述的錐形出口(5)靠近放電腔體(2)的一側內徑大，遠離放電腔體(2)的一側內徑小；所述的錐形出口(5)實現電磁場的局部增強，電離并加速等離子體，提高推力器性能；

所述的永磁環組(6)安裝在放電腔體(2)和錐形出口(5)外側。

2.根據權利要求1所述的一種自冷式微波增強電推力器，其特征在于，所述的SMA微波輸入接口(4)為變直徑圓柱體，包括大直徑段和小直徑段，SMA微波輸入接口(4)的大直徑段安裝在放電腔體(2)的螺紋通孔上，SMA微波輸入接口(4)的小直徑段端部與金屬天線(1)接觸，SMA微波輸入接口(4)的軸線與金屬天線(1)的軸線垂直。

3.根據權利要求1或2所述的一種自冷式微波增強電推力器，其特征在于，所述永磁環組(6)包括永磁環a(601)、永磁環b(602)和永磁環c(603)；三個永磁環均為圓環形；所述的永磁環a(601)內圓周面為S級，外圓周面為N級；所述的永磁環b(602)內圓周面為N級，外圓周面為S級；所述的永磁環c(603)內圓周面為S級，外圓周面為N級；三個永磁環依次安裝在放電腔體(2)和錐形出口(5)外側：永磁環a(601)位于上游，永磁環c(603)位于下游，永磁環b(602)位于中間，同時三個永磁環的間距可調；所述的永磁環a(601)、永磁環b(602)、永磁環c(603)、放電腔體(2)和錐形出口(5)同軸。

4.根據權利要求1或2所述的一種自冷式微波增強電推力器，其特征在于，所述的永磁環組(6)為徑向充磁的釤鈷永磁體。

5.根據權利要求3所述的一種自冷式微波增強電推力器，其特征在于，所述的永磁環組(6)為徑向充磁的釤鈷永磁體。