[发明专利]一种基于射频自偏压原理的离子推力器在审
| 申请号： | 201811173447.3 | 申请日： | 2018-10-09 |
| 公开（公告）号： | CN109162882A | 公开（公告）日： | 2019-01-08 |
| 发明（设计）人： | 孙安邦;许鹏;李昊霖;张冠军;沈岩;耿金越 | 申请（专利权）人： | 西安交通大学 |
| 主分类号： | F03H1/00 | 分类号： | F03H1/00 |
| 代理公司： | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人： | 徐文权 |
| 地址： | 710049 陕*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种基于射频自偏压原理的离子推力器，包括电离室、射频天线、和加速栅极装置等；电离室用于为气体工质电离及等离子体形成提供密闭区域，射频源与功率分配及匹配系统设置于电离室外部，射频天线设置于电离室顶面，并通过石英玻璃与电离室内部隔离，电离室侧面上均匀分布有若干工质输入通道，加速栅极装置设置于电离室底面，包括由内至外依次平行设置的屏栅和加速栅，射频源与功率分配及匹配系统的一端与射频天线相连接，另一端通过隔离电容与加速栅极装置的屏栅相连接。本发明通过射频自偏压效应进行正离子加速与电子引出，无需中和器即可保证羽流准中性并减小空间电荷对推力器作用，提高了推力器的整体性能与运行稳定性。 | ||
| 搜索关键词： | 电离室 加速栅极 射频天线 自偏压 电离 射频 离子推力器 功率分配 匹配系统 射频源 推力器 屏栅 等离子体形成 运行稳定性 隔离电容 空间电荷 密闭区域 平行设置 气体工质 石英玻璃 输入通道 装置设置 加速栅 室内部 室外部 正离子 中和器 准中性 底面 顶面 减小 羽流 隔离 侧面 保证 | ||
【主权项】：
1.一种基于射频自偏压原理的离子推力器，其特征在于，包括射频源、射频天线(3)、功率分配及匹配系统(1)、电离室和加速栅极装置；其中，电离室为圆柱形放电腔体，用于为气体工质电离及等离子体形成提供密闭区域，射频源与功率分配及匹配系统(1)设置于电离室外部，射频天线(3)设置于电离室顶面，并通过石英玻璃(4)与电离室内部隔离，电离室侧面上均匀分布有若干工质输入通道(6)，加速栅极装置设置于电离室底面，包括由内至外依次平行设置的屏栅(8)和加速栅(9)，射频源与功率分配及匹配系统(1)的一端与射频天线(3)相连接，另一端通过隔离电容(10)与加速栅极装置的屏栅(8)相连接。
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- 2017-12-22 - 2019-07-26 - F03H1/00
- 本发明公开了一种同轴式阳极绝缘型脉冲等离子推进器，涉及微小卫星推进器技术领域，包括阴极、阳极及套设在所述阴极上的绝缘筒，阴极为圆柱状，阴极的前端设有放电端，阳极为固定于绝缘筒外壁上的圆筒状结构，阳极的内壁与绝缘筒的外壁相接触；阳极外表面包裹有绝缘层；阴极、阳极及绝缘筒的轴线相重合；阴极的圆柱端电连接外电路负高压端子，所述阳极接地。本发明通过绝缘筒及绝缘层将阳极包裹，从而阻断了等离子体向阳极运动的通道，使更多的等离子体沿绝缘筒轴向喷射，提高了等离子体射流的密度。通过设置绝缘筒使等离子体在hump电位作用下沿绝缘筒轴向喷射出去，形成能量高、定向性好的等离子体射流。
- 一种扩张型自磁场磁等离子体推力器-201910484563.5
- 吴建军;李健;张宇;程玉强;王墨戈;杨雄;谭胜;欧阳;朱晓彬;胡润生;杜忻洳;吴必琦 - 中国人民解放军国防科技大学
- 2019-06-05 - 2019-07-23 - F03H1/00
- 一种扩张型自磁场磁等离子体推力器，包括陶瓷隔离体、分段式扩张阳极、阴极和进气接口；陶瓷隔离体包括空心圆柱段和圆锥形扩张段。分段式扩张阳极包括阳极固定环、阳极放电环及多根径向连接在阳极固定环和阳极放电环之的阳极电流传输线，阳极固定环套装在空心圆柱段上，阳极放电环固定在圆锥形扩张段的外端。阴极同轴置于空心圆柱段内且阴极顶端伸入圆锥形扩张段内，空心圆柱段上设有进气接口，气体工质从进气接口进入阴极与陶瓷隔离体间的环形通道，在阴极外围圆周上均匀注入到阴极和分段式扩张阳极间的扩张型放电腔。本发明充分利用阳极放电电流产生的环向磁场对等离子体的加速作用，使自磁场磁等离子体推力器工作的电磁加速机制实现最大化。
- 一种磁聚焦霍尔推力器空心阴极的力学支撑结构-201810332670.1
- 宁中喜;于达仁;韩星;刘晓宇;初彦峰;刘翰林;刘晨光;王福锋 - 哈尔滨工业大学
- 2018-04-13 - 2019-07-23 - F03H1/00
- 本发明涉及一种磁聚焦霍尔推力器空心阴极的力学支撑结构，属于电推进推力器技术领域。本发明为了固定热屏以及阴极管，防止震动环境下阴极管发生角度偏转。隔热层外罩与支撑筒为圆筒形，隔热层外罩的一端设有顶盖，且在顶盖中心处开有圆形通孔，支撑筒的前端有一定的锥度，支撑筒的前端的直径与隔热层外罩的直径相等，隔热层外罩与支撑筒的前端采用激光焊接成为一体件，隔热层设于隔热层外罩的内部，隔热层紧贴隔热层外罩的内壁，支撑筒的后端设有陶瓷固定架，陶瓷固定架与支撑筒通过电弧焊连接成一体件。本发明有助于发射体的稳定工作和延长工作寿命。
- 基于步进电机驱动的霍尔推力器高效磁路优化设计机构-201710003866.1
- 吴辰宸;顾左;孔令轩;郭德洲;宋莹莹 - 兰州空间技术物理研究所
- 2017-01-04 - 2019-07-19 - F03H1/00
- 本发明公开了一种基于步进电机驱动的霍尔推力器高效磁路优化设计机构，其中，内阳极和外阳极分别安装于陶瓷腔的腔内和外侧，且可与陶瓷腔相对运动；磁钢固定在极靴上，且极靴安装于外阳极的外侧，且可与外阳极相对运动；内阳极、外阳极和极靴采用三套调整机构调整相对位置。每套调整机构包括连杆、驱动面板、步进电机和导轨；三个驱动面板相互平行；三组连杆、三个导轨之间相互平行；三个驱动面板与导轨、连杆均成垂直状态；导轨走向与霍尔推力器轴线平行。本发明依靠步进电机驱动，连续改变放电通道、阳极、磁钢相对位置，寻求最优磁路结构，能够显著缩短研制周期、降低研制成本、寻求更精确的优化设计域。
- 离子推力器宽功率范围多模式工作点优化方法和控制方法-201710780836.1
- 张天平;赵以德;杨褔全;池秀芬;孙运奎;江豪成 - 兰州空间技术物理研究所
- 2017-09-01 - 2019-07-19 - F03H1/00
- 本发明公开了一种离子推力器宽功率范围多模式工作点优化方法，属于电推进技术领域。本发明利用不同束电压，相同束流下最佳供气参数基本一致经验，将功率模式分解为几种束流模式，再同一束流下分解出不同束电压模式，通过两级分解实现所要求功率范围及其多模式工作点。通过采取本发明所描述的方法，可大幅简化宽功率范围多模式电推进系统复杂性，并且提高电推进系统可靠度。本发明还提供了利用上述工作点优化方法所获得工作模式进行离子推力器控制的方法，能够实现宽功率范围下离子推力器始终工作在最佳高效工作状态。
- 一种磁等离子体推力器的阴极水冷结构-201710437844.6
- 汤海滨;陈志远;杨文将;王宝军;李泽峰;王一白 - 北京航空航天大学
- 2017-06-12 - 2019-07-05 - F03H1/00
- 该发明属于电推进推力器设计领域，是一种用于磁等离子体推力器的阴极水冷结构。主要用于解决磁等离子体推力器的阴极热防护问题。所述水冷结构利用阴极连接件和阴极水冷外壳构成的阴极夹持器夹持阴极，通过热传导带走阴极的热量，夹持器内部利用往复流动的冷却水进行对流换热，带走从阴极传来的热量。所述水冷结构带走了集中沉降在推力器阴极上的大量热量，防止电极结构由于过热而失效，减轻阴极的烧蚀，显著提高磁等离子体推力器的单次工作时间和寿命。
- 一种采用固体工质的大范围可调等离子体微推力器-201710822931.3
- 刘辉;曾明;蒋文嘉;胡鹏 - 哈尔滨工业大学
- 2017-09-13 - 2019-07-02 - F03H1/00
- 一种采用固体工质的大范围可调等离子体微推力器，属于推力器领域，本发明为解决现有会切场推力器贮供系统体积大，复杂度高和阳极发热造成电能浪费的问题。本发明在陶瓷通道底部设置有贮供复合阳极，所述贮供复合阳极包括阳极、加热丝和导线，阳极的内腔中设置有导热棒并固接在阳极的顶端盖内壁上，阳极的顶端盖上设置有n个出气孔并与内腔连通，n≥8；阳极的内腔中存储固体工质；阳极的底板下方设置有加热腔，加热腔内设置有加热丝；加热腔的底板固接两根引出管；加热丝通过从引出管中穿过的导线与外界电源实现电连接；加热丝对阳极进行加热，热量通过导热棒传递给固体工质，固体工质加热汽化后从出气孔进入陶瓷通道中。
- 低功率电弧加热推进器-201710893793.8
- 杨智;曹勇;楚豫川;何兆国;符锐 - 哈尔滨工业大学深圳研究生院
- 2017-09-28 - 2019-07-02 - F03H1/00
- 低功率电弧推进器，主要应用于微小卫星的动力系统，属于电推进领域。本发明针对解决现有微小卫星无推进系统的问题，利用阴阳极间电弧放电原理，设计了一套完整的电推进器结构。该推进器结构主要组成为：1‑阴极夹座，2‑上绝缘体，3‑中绝缘体，4‑下绝缘体，5‑进气口，6‑阳极，7‑下盖，8‑下喷口，9‑上喷口，10‑阴极，11‑上盖。当阴阳极间达到起弧电压，使通入的推进剂受热膨胀，在喷口的作用下，产生超音速气体喷出，形成反作用推力。本发明整体结构尺寸小，重量轻。
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