[发明专利]地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置

权利要求书

1.地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置包括真空腔体(1)、偶极磁场线圈(2)、磁扰动线圈(3)、电子回旋共振等离子体源(4)、石英窗口(5)、观察窗(7)；

真空腔体(1)为圆柱形，真空腔体(1)顶盖设置电子回旋共振等离子体源(4)和石英窗口(5)；

其中，电子回旋共振等离子体源(4)和石英窗口(5)同轴设置；

真空腔体(1)外壁对称设置2个观察窗(7)；

真空腔体(1)内设置偶极磁场线圈(2)、磁扰动线圈(3)；

其中，磁扰动线圈(3)与偶极磁场线圈(2)的几何中心重合。

2.根据权利要求1所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述的电子回旋共振等离子体源(4)的半径为r₁，石英窗口(5)的半径为r₂，且r₂-r₁≥r₃；

所述r₃的取值范围为5～20cm。

3.根据权利要求2所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述真空腔体(1)包含真空抽气系统(8)；

所述真空抽气系统(8)用于产生地球环电流效应空间等离子体地面模拟研究装置运行所需的真空环境，工作真空度为10^-2Pa，极限真空为10^-5Pa。

4.根据权利要求3所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述真空腔体(1)中的气体为氢气、氦气、氩气或氮气中的一种或多种；

所述真空腔体(1)罐体材料为不锈钢。

5.根据权利要求4所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述偶极磁场线圈(2)材质为金属；

所述偶极磁场线圈(2)横截面为矩形；

所述偶极磁场线圈(2)每匝绕线均含水冷管道；

所述偶极磁场线圈(2)中心磁场强度为1-2T；

所述偶极磁场线圈(2)用于提供共振磁场。

6.根据权利要求5所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述磁扰动线圈(3)材质为金属；

所述磁扰动线圈(3)横截面为矩形；

所述磁扰动线圈(3)每匝绕线均含水冷管道；

所述磁扰动线圈(3)的半径为r₄，偶极磁场线圈(2)的半径为r₅，且r₄-r₅≥r₆；

所述r₆的取值范围为20～80cm。

7.根据权利要求6所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述电子回旋共振等离子体源(4)由电子回旋共振天线和共振磁场组成；

所述电子回旋共振等离子体源(4)用于产生模拟空间等离子体(6)；

所述模拟空间等离子体(6)密度约10¹⁰cm^-3；

所述电子回旋共振等离子体源(4)产生的等离子体的电子温度为1-100eV。

8.根据权利要求7所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述偶极磁场线圈(2)、磁扰动线圈(3)的横截面是圆形或多边形中的任何一种。

9.根据权利要求8所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述偶极磁场线圈(2)与磁扰动线圈(3)的中心轴平行或成0-90°的任意角度。

10.根据权利要求9所述地球环电流效应空间等离子体地面模拟装置，其特征在于：所述磁扰动线圈(3)表面覆盖绝缘介质层，绝缘介质层的材料是玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯中的任何一种；

所述偶极磁场线圈(2)表面覆盖绝缘介质层，绝缘介质层的材料是玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯中的任何一种。