一种微波阴极离子推力器制造技术

本申请涉及航天器推进技术领域，具体而言，涉及一种微波阴极离子推力器，包括进气管路、微波电源、微波中和器、微波阴极系统、推力器放电室以及栅极系统，其中：进气管路包括与微波中和器连通的第一进气管路、与微波阴极系统连通的第二进气管路以及与推力器放电室连通的第三进气管路；微波电源分别与微波中和器以及微波阴极系统连接；微波阴极系统设置在推力器放电室的输入端，栅极系统设置在推力器放电室的输出端；微波中和器与推力器放电室连通，靠近推力器放电室的输出端。本申请能够利用超低地球轨道环境气体作为工质，实现较长的推力器寿命，可提高电子流的能量，可使原初电子有效增加能量，从而有利于放电室等离子体电离度的提高。离度的提高。离度的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种微波阴极离子推力器


[0001]本申请涉及航天器推进
，具体而言，涉及一种微波阴极离子推力器。

技术介绍

[0002]吸气式电推进系统以太阳电池提供能源，利用超低地球轨道环境中稀薄氮气、氧气和氧原子作为工质来源，将其电离、加速喷出等过程产生推力，作为超低地球轨道航天器轨道维持的动力，使航天器较少或无需携带工质既可在超低地球轨道上逗留及机动，可解决现有技术不能使飞行器长期逗留、机动于超低轨的难题。通过该技术，对于充分控制和利用超低轨道资源具有重大意义，吸气式电推进系统可广泛应用于高分对地观测卫星、地球重力场测量卫星和超高速通信卫星等航天器平台。
[0003]吸气式电推进技术采用超低轨道环境气体为工质，轨道环境气体主要包括氮气、氧原子和氧气。微波阴极和微波中和器可以利用含氧工质长期工作，不像传统推力器中空心阴极容易受氧腐蚀而失效，从而大幅度延长了航天器的寿命。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种微波阴极离子推力器，能够延长采用含氧工质的电推力器系统的寿命，提高含氧工质电推力器的效率。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了一种微波阴极离子推力器，包括进气管路、微波电源、微波中和器、微波阴极系统、推力器放电室以及栅极系统，其中：进气管路包括第一进气管路、第二进气管路以及第三进气管路；第一进气管路与微波中和器连通，第二进气管路与微波阴极系统连通，第三进气管路与推力器放电室连通；微波电源分别与微波中和器以及微波阴极系统连接；微波阴极系统设置在推力器放电室的输入端，栅极系统设置在推力器放电室的输出端；微波中和器与推力器放电室连通，靠近推力器放电室的输出端。
[0006]进一步的，微波阴极系统包括阴极室、微波阴极永磁体、前磁轭、后磁轭、电子引出板、加强板、微波接头以及微波天线，其中：阴极室与推力器放电室连通；微波阴极永磁体设置在阴极室内部的两侧；微波阴极永磁体的前端设置有前磁轭、后端设置有后磁轭；前磁轭的前方设置有电子引出板，电子引出板的前方设置有加强板；微波接头设置在阴极室的输入端，微波接头的一端与微波电源连接、另一端设置有微波天线；阴极室的输入端还设置有与第二进气管路连通的进气口。
[0007]进一步的，推力器放电室由依次连接的侧壁和阳极壁组成，推力器放电室的输入端与阴极室的输出端连通，侧壁上设置有与第三进气管路连通的进气口。
[0008]进一步的，沿着侧壁和阳极壁的外壁均布推力器永磁体。
[0009]进一步的，栅极系统包括屏栅和加速栅，屏栅和加速栅的栅极孔采用变孔径的设计方式。
[0010]进一步的，第一进气管路内部设置有第一阀门、第二进气管路内部设置有第二阀门、第三进气管路内部设置有第三阀门。
[0011]进一步的，进气管路的直径为cm量级。
[0012]进一步的，阳极壁的壁面、屏栅栅极的表面以及加速栅栅极的表面均采取镀金处理。
[0013]本专利技术提供的一种微波阴极离子推力器，具有以下有益效果：
[0014]本申请能够利用超低地球轨道环境气体作为工质，实现较长的推力器寿命，微波阴极和微波中和器不会像传统推力器中空心阴极那样受氧腐蚀，快速失效。此外，推力器阳极壁和加速栅极通过镀金处理，具有良好的抗氧腐蚀性，可使推力器寿命达到5万小时，甚至更长。微波阴极加强板的引入，可提高电子流的能量，推力器放电室的电磁场可使原初电子有效增加能量，从而有利于放电室等离子体电离度的提高，栅极系统孔径的交替变化有利于离子高效引出，提高了利用含氧工质电推力器的工作效率。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0016]图1是根据本申请实施例提供的微波阴极离子推力器的结构示意图；
[0017]图中：1
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微波电源、2
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微波中和器、31
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阴极室、32
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微波阴极永磁体、33
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前磁轭、34
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后磁轭、35
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电子引出板、36
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加强板、37
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微波接头、38
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微波天线、4
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推力器放电室、41
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侧壁、42
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阳极壁、43
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推力器永磁体、51
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屏栅、52
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加速栅、6
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第一进气管路、61
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第一阀门、7
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第二进气管路、71
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第二阀门、8
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第三进气管路、81
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第三阀门。
具体实施方式
[0018]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0019]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0020]在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0021]并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领
域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0022]另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0024]如图1所示，本申请提供了一种微波阴极离子推力器，包括进气管路、微波电源1、微波中和器2、微波阴极系统、推力器放电室4以及栅极系统，其中：进气管路包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波阴极离子推力器，其特征在于，包括进气管路、微波电源、微波中和器、微波阴极系统、推力器放电室以及栅极系统，其中：所述进气管路包括第一进气管路、第二进气管路以及第三进气管路；所述第一进气管路与所述微波中和器连通，所述第二进气管路与所述微波阴极系统连通，所述第三进气管路与所述推力器放电室连通；所述微波电源分别与所述微波中和器以及所述微波阴极系统连接；所述微波阴极系统设置在所述推力器放电室的输入端，所述栅极系统设置在所述推力器放电室的输出端；所述微波中和器与所述推力器放电室连通，靠近所述推力器放电室的输出端。2.根据权利要求1所述的微波阴极离子推力器，其特征在于，所述微波阴极系统包括阴极室、微波阴极永磁体、前磁轭、后磁轭、电子引出板、加强板、微波接头以及微波天线，其中：所述阴极室与所述推力器放电室连通；所述微波阴极永磁体设置在所述阴极室内部的两侧；所述微波阴极永磁体的前端设置有所述前磁轭、后端设置有所述后磁轭；所述前磁轭的前方设置有所述电子引出板，所述电子引出板的前方设置有所述加强板；所述微波接头设置在所述阴极室的输入端，所述微...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴先明，耿海，吴辰宸，孙新锋，贾连军，贺亚强，蒲彦旭，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：