[发明专利]一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置及诊断方法

权利要求书

1.一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：它包括真空系统(1)、微波暗室系统(2)、等离子体束流发生系统(3)、目标钝体系统(4)、等离子体诊断系统(5)、微波传输测量系统(6)、第一多频天线组系统(7)、第二多频天线组系统(8)、振子天线组系统(9)以及目标钝体运动支撑系统(10)，所述等离子体束流发生系统(3)与真空系统(1)一端相连，所述目标钝体系统(4)设置在微波暗室系统(2)内部的目标钝体运动支撑系统(10)上，所述目标钝体系统(4)与等离子体束流发生系统(3)位置等高且同心对位，所述目标钝体运动支撑系统(10)设置在微波暗室系统(2)内部的导轨上，所述等离子体诊断系统(5)包括氰化氢激光干涉仪、探针诊断机构和光谱诊断机构，所述氰化氢激光干涉仪和光谱诊断机构均通过真空系统(1)上的石英观察窗进行光学诊断，探针诊断机构通过穿舱法兰与真空系统(1)连接进行诊断，所述第一多频天线组系统(7)放置在微波暗室系统(2)内部的目标钝体运动支撑系统(10)的运动导轨上，第二多频天线组系统(8)通过穿舱吊装机构与真空系统(1)相连，并伸入到微波暗室系统(2)内部，所述振子天线组系统(9)放置在微波暗室系统(2)内部的目标钝体系统(4)内部，所述微波传输测量系统(6)与第一多频天线组系统(7)、第二多频天线组系统(8)及振子天线组系统(9)相连。

2.根据权利要求1所述的一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：所述真空系统(1)为圆筒形真空罐体结构，真空罐体一端设置多级嵌套法兰(11)，多级嵌套法兰(11)与等离子体束流发生系统(3)相连，真空罐体另一端设置封头法兰(12)，封头法兰(12)通过气缸卡钳与真空罐体密封，真空罐体顶部设置有天线吊装法兰(13)，天线吊装法兰(13)与第二多频天线组系统(8)相连，真空罐体底部设置有抽气法兰(14)，抽气法兰(14)与真空泵组相连。

3.根据权利要求2所述的一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：所述真空罐体表面开设有第一窗口组(15)、第二窗口组(16)和第三窗口组(17)，第一窗口组(15)与探针诊断机构相连，第二窗口组(16)与氰化氢激光干涉仪相连，第三窗口组(17)与光谱诊断机构相连。

4.根据权利要求1所述的一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：所述真空系统(1)内部设置有微波暗室骨架(18)，所述微波暗室骨架(18)上设置有连接底座(19)，所述连接底座(19)与目标钝体运动支撑系统(10)相连。

5.根据权利要求1所述的一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：所述等离子体束流发生系统(3)包括阴极钨针、级联片、阳极盘、水冷系统和进气系统，所述阴极钨针穿过级联片后与阳极盘相连，进气系统中的气管连接柱和水冷系统中的水管连接柱与阳极盘和阴极钨针相连，所述阴极钨针和阳极盘与激励电源相连。

6.根据权利要求5所述的一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：所述阴极钨针和阳极盘均为中空结构，所述气管连接柱和水管连接柱均为铜制结构，所述气管连接柱和水管连接柱与阳极盘和阴极钨针采过钎焊方式相连，所述激励电源采用直流驱动的形式。

7.根据权利要求1所述的一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：所述目标钝体运动支撑系统(10)包括平移机构(20)、旋转机构(21)和夹持机构(22)，所述平移机构(20)与旋转机构(21)相连，所述旋转机构(21)与夹持机构(22)相连，所述目标钝体系统(4)数量为三个，三个目标钝体系统(4)沿夹持机构(22)圆周方向均布，所述平移机构(20)带动目标钝体系统(4)径向平移，所述旋转机构(21)带动目标钝体系统(4)周向旋转。

8.根据权利要求1所述的一种临近空间等离子体鞘套环境地面模拟装置，其特征在于：所述目标钝体系统(4)为陶瓷材质，所述等离子体束流发生系统(3)的电子密度调节范围为10¹⁶～10¹⁹m^-3。