[发明专利]一种抑制霍尔推力器低频放电振荡的放电通道

说明书

本申请涉及霍尔推力器技术领域，具体而言，涉及一种抑制霍尔推力器低频放电振荡的放电通道，包括第一放电通道和第二放电通道，其中：第一放电通道靠近霍尔推力器的阳极，一端为平整结构，另一端为锯齿状结构；第二放电通道靠近霍尔推力器的出口，一端为平整结构，另一端为锯齿状结构；第一放电通道的锯齿状结构端口与第二放电通道的锯齿状结构端口相互对应，第一放电通道通过锯齿状结构端口与第二放电通道进行装配连接；第一放电通道的材料特性与第二放电通道的材料特性不同。本申请不需要附加反馈电路和部件，就可以同时实现霍尔推力器放电振荡抑制和寿命增加，同时有助于霍尔推力器释放温度变化所产生的应力。

技术领域

本申请涉及霍尔推力器技术领域，具体而言，涉及一种抑制霍尔推力器低频放电振荡的放电通道。

背景技术

霍尔推力器作为一种静电型电推进技术，具有推力密度大、比冲适中，结构简单的特点，近年来在商业航天、低轨互联网星座等领域得到了广泛的应用。

霍尔推力器工作过程中由于粒子间的碰撞，以及梯度漂移等因素，导致霍尔推力器中存在频率介于kHz～GHz范围内的放电振荡。其中，频率介于1kHz～30kHz的低频、大幅振荡在推力器工作过程中经常被观察到，宏观表现为放电电流的周期性振荡。霍尔推力器中低频、大幅放电振荡会导致推力器羽流发散角增加、增加功率处理单元的负载、诱发推力器非正常熄弧、缩短推力器工作寿命、降低推力器的效率。因此，抑制或削弱霍尔推力器低频放电振荡，对推力器性能提升有重要意义。

抑制等离子体中振荡的方法可以分为两种：主动控制和被动控制。主动控制是指利用反馈控制系统，如反馈线圈或滤波电路，通过外加能量补偿或施加一个与振荡相位相反的信号，实现对振荡的抑制或削弱。被动控制是指利用等离子体内部的能量耗散机制，通过对等离子体运动行为、约束状态的调控，消耗诱发等离子体振荡的能量，实现放电振荡的抑制。利用主动控制和被动控制均可实现对等离子体中放电振荡的抑制或削弱，但主动控制需要额外的反馈系统及控制电路，因此会增加装置的复杂性和设计成本，被动控制则根据等离子体的内禀特性，实现对放电振荡的抑制。

发明内容

本申请提供了一种抑制霍尔推力器低频放电振荡的放电通道，基于被动控制原理，利用原初电子与放电通道壁面碰撞产生二次电子过程中导致的能量耗散，达到放电振荡的抑制。

为了实现上述目的，本申请提供了一种抑制霍尔推力器低频放电振荡的放电通道，包括第一放电通道和第二放电通道，其中：第一放电通道靠近霍尔推力器的阳极，一端为平整结构，另一端为锯齿状结构；第二放电通道靠近霍尔推力器的出口，一端为平整结构，另一端为锯齿状结构；第一放电通道的锯齿状结构端口与第二放电通道的锯齿状结构端口相互对应，第一放电通道通过锯齿状结构端口与第二放电通道进行装配连接；第一放电通道的材料特性与第二放电通道的材料特性不同。

进一步的，第一放电通道采用二次电子发射系数大的绝缘材料。

进一步的，第二放电通道采用耐溅射、抗腐蚀的陶瓷材料。

进一步的，第一放电通道和第二放电通道连接处的锯齿沿周向均匀分布。

进一步的，锯齿齿尖个数为6-9个，沿角向均匀分布，相邻两个锯齿齿尖的角向距离为40°-60°。

进一步的，锯齿尖角的角度为60°。

进一步的，第一放电通道相邻两个锯齿之间的凹面区域为梯形，第二放电通道相邻两个锯齿之间的凹面区域为三角形。

进一步的，第一放电通道的长度是第二放电通道长度的2倍。

本发明提供的一种抑制霍尔推力器低频放电振荡的放电通道，具有以下有益效果：