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[发明专利]一种球型阳极的微阴极电弧矢量推进装置-CN201910510652.2有效
发明人：朱悉铭;孟圣峰;王鑫杰;宁中喜;王彦飞;梁崇 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-06-13 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： B64G1/10 文献下载
摘要：一种球型阳极的微阴极电弧矢量推进装置，属于卫星姿态控制技术领域。本发明解决了现有的微型电推进装置均需要携带自身的贮供装置，造成系统质量大，比冲低；以及现有的微型电推进装置本身是固定的，要想实现矢量推力，需要额外附加系统或同时使用多个微型电推进装置，导致系统结构复杂性变高，可靠性低，经济性差的问题。绝缘体Ⅱ的一端与球形主体固接，绝缘体Ⅱ的另一端部加工有环形限位凸台，每个滑槽上远离球形主体的一端均开口设置，两个定位件均为长条状且一一对应插设在两个滑槽内，每个滑槽与其内对应插设的定位件均相互平行设置，绝缘体Ⅰ、金属阴极及外壳均为环形结构且由内向外依次套设在球形主体外部。
一种阳极阴极电弧矢量推进装置

[发明专利]一种基于光学监测的栅极离子推力器栅极聚焦状态实时优化的方法-CN202010228692.0有效
发明人：朱悉铭;王彦飞;孟圣峰;宁中喜 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-03-27 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于光学监测的栅极离子推力器栅极聚焦状态实时优化的方法，先获得聚焦状态方程；根据卫星控制系统给出的目标推力Ttar，获得推力控制方程。联立求解两个方程得到同时满足推力控制目标和最佳聚焦状态的离子密度ni*，以此为离子密度调节目标，以供气流量和电离功率为控制量，以光学探头监测的离子密度ni′为反馈量，对离子密度进行闭环控制。同时，将光学探头监测到的实时离子密度ni′代入最佳聚焦状态方程可求得对应的引出电压Ut*，调节引出电压为Ut*实现聚焦状态的实时调节。本发明能够根据推力器的实际工作状态确定推力器聚焦状态调节的方案，保证在推力调节的过程中，栅极系统能够时刻处于最佳引出聚焦状态。
一种基于光学监测栅极离子推力聚焦状态实时优化方法

[发明专利]一种会切场低推力射频离子推力器-CN202010094636.2有效
发明人：朱悉铭;孟圣峰;金泉;宁中喜;王彦飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-02-13 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种会切场低推力射频离子推力器，属于航天器推进技术领域，特别是涉及一种会切场低推力射频离子推力器。解决了现有射频离子推力器推力下限较高的问题。它包括射频天线、工质输送通道、电离室、铁氧体、永磁铁、直流电源、射频电源和栅极装置，所述电离室为圆柱形放电腔体，所述工质输送通道与电离室相连，中性气体通过工质输送通道进入电离室，所述射频电源设置于电离室的外部，所述射频天线设置在电离室的顶部，并与铁氧体配合相连，所述射频天线的两端分别连接射频电源的两极，所述永磁铁环绕电离室布置，为多级结构且极性相对，所述栅极装置分别与直流电源的正极和负极相连。它主要用于射频离子推力器。
一种会切场低推力射频离子

[发明专利]一种微型电子回旋共振离子推力器点火装置-CN202010091498.2有效
发明人：朱悉铭;习薇;孟圣峰;王彦飞;金泉 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-02-13 - 公布日： 2021-05-04 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种微型电子回旋共振离子推力器点火装置，包括圆柱形放电腔体、磁轭、天线、放射性薄片、屏蔽环、屏栅和加速栅，磁轭位于圆柱形放电腔体的底部，屏栅和加速栅依次固定在圆柱形放电腔体的顶部，在磁轭内部装有内磁环和外磁环；磁轭中心与波导相连接，在波导靠近屏栅的一端拧有天线；在天线与屏栅之间的圆柱形放电腔体的内壁面上平行设置两个屏蔽环，且两个屏蔽环之间设有间隙，两个屏蔽环均与圆柱形放电腔体同轴布置，在两个屏蔽环之间的间隙处放置放射性薄片；在屏栅与加速栅之间设有绝缘层。本发明增大了ECR离子推力器放电腔体中的电子数，使其更多地与中性气体碰撞，增大了等离子密度，从而使ECR离子推力器点火容易。
一种微型电子回旋共振离子推力点火装置

[发明专利]一种可变间距的压电栅极-CN202010087501.3有效
发明人：朱悉铭;孟圣峰;宋田举;王彦飞;习薇;于达仁 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-02-11 - 公布日： 2021-03-30 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种可变间距的压电栅极，包括带有卡头的屏栅极、带有卡头的环形隔热绝缘陶瓷套、环形隔热绝缘陶瓷片、环形压电陶瓷、压电陶瓷驱动电源和加速栅极，环形隔热绝缘陶瓷套套设在屏栅极上，且环形隔热绝缘陶瓷套的卡头与屏栅极的卡头相配合，环形压电陶瓷套设在环形隔热绝缘陶瓷套上，环形隔热绝缘陶瓷片设置在环形压电陶瓷的顶部，环形压电陶瓷的底端与环形隔热绝缘陶瓷套的卡头固定，环形压电陶瓷的顶端与环形隔热绝缘陶瓷片固定，并在两端的高温固化导电胶中各加入一根导线，两根导线的另一端均与压电陶瓷驱动电源连接。本发明利用压电陶瓷来改变栅极之间的距离，匹配因推力改变所需的电压变化，从而保持栅极的离子光学束流聚焦状态。
一种可变间距压电栅极

[发明专利]一种基于侧壁会切磁场的微波离子推进装置-CN202010093562.0有效
发明人：朱悉铭;孟圣峰;梁崇;王彦飞;于达仁;宁中喜 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-02-14 - 公布日： 2021-03-30 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于侧壁会切磁场的微波离子推进装置，包括放电室、侧壁会切磁场单元、微波输入单元和气体供给单元，放电室包括放电腔体、底壁和栅极加速单元，底壁上布置气体供给单元及微波输入单元，侧壁会切磁场单元至少包括两个侧壁磁铁环，所有侧壁磁铁环均与放电腔体同轴布置，所有侧壁磁铁环采用同极相对方式布置在放电腔体的内壁面上，多个侧壁磁铁环布满放电腔体的内壁面，侧壁会切磁场单元在放电室内形成电子回旋共振面，微波输入单元伸入放电室的底壁中央为镂空锥笼型天线输入微波，镂空锥笼型天线位于电子回旋共振面上游的强磁场区，气体供给单元向放电腔体内通入工质气体。本发明可以维持更低的等离子体密度和更低的推力下限。
一种基于侧壁磁场微波离子推进装置

[发明专利]一种双频双天线小型波电离离子推进装置-CN202010091482.1在审
发明人：朱悉铭;孟圣峰;梁崇;宁中喜;王彦飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-02-13 - 公布日： 2020-06-16 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种双频双天线小型波电离离子推进装置，属于等离子体航天推进技术领域。解决了现有波电离离子推力器电离室边缘区域电子获能效果差，电子能量低，电离不充分的问题。它包括电离室、供气单元、微波输入单元、磁路单元、栅极加速单元和射频天线，所述供气单元与电离室相连，提供工质气流，所述栅极加速单元设置在电离室放电区后端，所述磁路单元包括多个环形磁铁，多个环形磁铁设置在电离室放电区前端，引导电子做回旋运动，所述微波输入单元设置在电离室内部，所述微波输入单元与磁路单元配合在电离室内形成电子回旋共振区，所述射频天线缠绕在电离室的外侧壁面上。它主要用于波电离离子推进器。
一种双频天线小型电离离子推进装置

[发明专利]一种涡旋共振多级会切场的微牛级离子推进装置-CN202010109808.9在审
发明人：朱悉铭;习薇;王彦飞;孟圣峰;梁崇 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-02-23 - 公布日： 2020-06-05 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种涡旋共振多级会切场的微牛级离子推进装置，属于等离子体推进领域，特别是涉及一种涡旋共振多级会切场的微牛级离子推进装置。解决了现有的微牛级推力器无法满足在空间引力波探测、空间重力场探测等重大任务中的推力大范围可调、高精度推力控制等需求的问题。它包括放电腔体、屏栅和加速栅，所述屏栅和加速栅固定在放电腔体的开口端，所述放电腔体内部同轴固定设置有石英护板，所述放电腔体包括环形壁板和底板，所述底板固定设置在环形壁板的一端，所述底板上靠近石英护板的一端面设置有多个盘香形天线，盘香形天线在底板上形成周期性拓扑结构阵列，所述环形壁板的侧壁设置有多级环形永磁铁。它主要用于等离子体的推进。
一种涡旋共振多级会切场微牛级离子推进装置

[发明专利]一种脉冲电励磁微牛推进装置-CN201910510644.8有效
发明人：朱悉铭;孟圣峰;梁崇;宁中喜;王彦飞;王鑫杰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-06-13 - 公布日： 2020-05-12 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：一种脉冲电励磁微牛推进装置，属于等离子体微推进技术领域。本发明解决了现有的推力器电离调节手段单一，不能满足大范围调节的高效稳定工作，以及无法满足卫星无拖曳控制中对于快速响应需求的问题。放电室主体为筒形体结构，所述底座上同轴开设有通孔、第一环形通道与第二环形通道，所述内套筒插设在第一环形通道内且与底座固接，所述外套筒插设在第二环形通道内且与底座固接，每个套筒上位于放电室外部的外壁上均绕设有线圈，微波输入单元插设在通孔内且与底座固接，且微波输入单元上位于放电室内的一端同轴固设有环形微波天线，所述底座上还开设有数量与若干供气单元相同的若干供气孔，且若干所述供气单元与放电室对应通过若干供气孔连通。
一种脉冲电励磁微牛推进装置

[发明专利]一种涡旋共振电离的微牛级离子推进装置-CN201910511169.6有效
发明人：朱悉铭;孟圣峰;王彦飞;宁中喜;梁崇 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-06-13 - 公布日： 2020-05-08 - 主分类号： F03H1/00 文献下载
摘要：一种涡旋共振电离的微牛级离子推进装置，属于等离子体推进领域。本发明解决了现有的微牛级推力器无法满足在引力波探测任务中要求的高精度推力控制、大范围推力连续可调、超高推力分辨率以及长寿命在轨工作的微牛级推力器需求的问题。放电腔体内部固设有石英护板，底板上开设有若干第一通孔和若干第二通孔，底板上靠近石英护板的一端面设置有若干盘香形天线，每个盘香形天线上位于中心位置的一端对应通过第一通孔引出高压级并与射频电源的输出级连接，每个盘香形天线上位于外围的一端对应通过第二通孔引出接地级并与射频电源的输出级连接，屏栅接正高电压，加速栅接低负电压，石英护板与屏栅之间的环形侧壁上开设有进气孔。
一种涡旋共振电离微牛级离子推进装置

[发明专利]一种氪工质霍尔推力器放电通道内电子和原子参数的在线监测装置和方法-CN201710423845.5有效
发明人：朱悉铭;宁中喜;刘晨光;韩星;孟圣峰;王彦飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2017-06-07 - 公布日： 2019-07-16 - 主分类号： G01N21/25 文献下载
摘要：一种氪工质霍尔推力器放电通道内电子和原子参数的在线监测装置和方法，涉及一种氪工质霍尔推力器放电通道内电子和原子参数的在线监测技术，为了满足霍尔推力器放电通道中的电离程度的监测需求。装置包括导光管、光纤和光谱仪；霍尔推力器放电通道的侧壁开有轴向测试缝，导光管插入轴向测试缝，导光管用于将放电通道中的光导入至光纤，光纤连接光谱仪。采用光谱仪测量805.95nm、785.48nm、760.15nm和758.74nm的氪原子谱线强度，根据氪原子谱线强度计算电子的温度和氪原子密度。本发明适用于监测放电通道内电子和原子参数。
一种工质霍尔推力放电通道电子原子参数在线监测装置方法

[发明专利]一种监测霍尔推力器羽流区产物组分的装置-CN201710404556.0有效
发明人：朱悉铭;宁中喜;刘晨光;韩星;孟圣峰;王彦飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2017-06-01 - 公布日： 2019-06-11 - 主分类号： G01N21/64 文献下载
摘要：一种监测霍尔推力器羽流区产物组分的装置，涉及霍尔推力器产物组分的监测技术，为了满足对霍尔推力器羽流区产物组分的分析需求。阴极板与电极相对、平行设置在真空室内，霍尔推力器羽流区位于阴极板与电极之间的区域内，高压电源的偏置电压输出端连阴极板，高压电源的零电位输出端连电极；纳秒级脉冲激光器出射的激光垂直入射至阴极板，阴极板逸出电子束的射流方向与霍尔推力器羽流喷射方向垂直，电子与羽流区粒子碰撞产生荧光，ICCD相机透过滤波片收集荧光，ICCD相机连计算机。本发明适用于监测霍尔推力器羽流区产物组分。
一种监测霍尔推力器羽流区产物组分装置

[发明专利]一种用于低功率电推进器的背照式光阴极-CN201710433711.1有效
发明人：朱悉铭;宁中喜;韩星;刘晨光;孟圣峰;王彦飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2017-06-09 - 公布日： 2018-11-02 - 主分类号： H01J1/34 文献下载
摘要：一种用于低功率电推进器的背照式光阴极，涉及低功率电推进器领域，为了解决现有的阴极无法满足低功率电推进器的需求的问题。该阴极的石英体和阳极板相对平行放置，石英体面向阳极板的一侧设有ITO薄膜，阳极板上施加的电压高于ITO薄膜的电压；紫外光源出射的紫外光由石英体透射至ITO薄膜，ITO薄膜将紫外光全反射，ITO薄膜逸出的电子由阳极板的孔洞穿出。本发明适用于低功率电推进器。
一种用于功率推进器背照式光阴极

[发明专利]一种电推力器空心阴极腐蚀产物的光学监测系统-CN201710415091.9在审
发明人：朱悉铭;宁中喜;韩星;刘晨光;孟圣峰;王彦飞 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2017-06-05 - 公布日： 2017-10-03 - 主分类号： G01N21/27 文献下载
摘要：一种电推力器空心阴极腐蚀产物的光学监测系统，属于航天仪器领域。为了满足电推力器空心阴极腐蚀产物的监测需求。本发明的窄带干涉滤波片阵列面向羽流区，羽流区辐射光经窄带干涉滤波片阵列滤波后入射至光纤阵列模块，窄带干涉滤波片阵列包括多个窄带干涉滤波片，光纤阵列模块包括多根光纤，多根光纤的入射端与多个窄带干涉滤波片一一对应，光电倍增管阵列包括多个光电倍增管，多根光纤出射的光分别入射至多个光电倍增管的光信号接收端，多通道时间门控计数器的多个通道分别对多个光电倍增管的电信号进行计数，高压电源用于为光电倍增管阵列供电。本发明适用于监测空心阴极腐蚀产物。
一种推力空心阴极腐蚀产物光学监测系统

[发明专利]一种霍尔推力器羽流周向不稳定性监测装置-CN201710408915.X在审
发明人：朱悉铭;宁中喜;刘晨光;韩星;王彦飞;孟圣峰 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2017-06-02 - 公布日： 2017-07-28 - 主分类号： G01J1/42 文献下载
摘要：一种霍尔推力器羽流周向不稳定性监测装置，涉及霍尔推力器监测的技术领域，为了满足羽流周向不稳定性的监测需求。本发明的反射物镜和反射目镜均位于真空腔室内，且位于霍尔推力器羽流区外，霍尔推力器放电通道出口处的光依次经反射物镜、反射目镜和干涉滤波片入射至ICCD相机，ICCD相机连接计算机。本发明适用于监测霍尔推力器羽流周向不稳定性。
一种霍尔推力器羽流周不稳定性监测装置

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