[发明专利]螺旋波等离子体感应式推力器

权利要求书

1.一种螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，包括用于在其内腔形成螺旋波等离子体的放电腔(1)，所述放电腔(1)的外部依次设置用于在所述放电腔(1)内形成轴向磁场的第一磁体(2)、用于在所述放电腔(1)内形成径向磁场的第二磁体(3)；所述放电腔(1)的外壁沿轴向依次设置用于将导入的工质气体在所述轴向磁场中电离生成螺旋波等离子体的螺旋波放电天线(4)、用于将所述螺旋波等离子体在所述径向磁场中加速推出的感应加速线圈(5)；所述螺旋波等离子体感应式推力器还包括：

螺旋波放电电路(6)，与所述螺旋波放电天线(4)连接且为其提供工作电源；

脉冲感应放电电路(7)，与所述感应加速线圈(5)连接且为其提供脉冲放电电压以驱动所述螺旋波等离子体加速推出；

时序控制电路(8)，连接所述螺旋波放电电路(6)及所述脉冲感应放电电路(7)，以触发所述螺旋波放电电路(6)及所述脉冲感应放电电路(7)的工作时序。

2.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述螺旋波放电电路(6)包括射频功率电源(61)及阻抗匹配网络(62)，所述射频功率电源(61)经所述阻抗匹配网络(62)连接所述螺旋波放电天线(4)，其中，所述阻抗匹配网络(62)用于使所述射频功率电源(61)的输出阻抗与所述螺旋波放电天线(4)的负载阻抗匹配。

3.根据权利要求2所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述阻抗匹配网络(62)包括连接于所述射频功率电源(61)两端的第一可变电容(621)、连接于所述螺旋波放电天线(4)两端的第二可变电容(622)及设于所述第一可变电容(621)与所述第二可变电容(622)之间的定值电感(623)。

4.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述脉冲感应放电电路(7)包括：

直流电源(71)，所述直流电源(71)的正极依次经第一固态开关(72)、第二固态开关(73)、所述感应加速线圈(5)连接至所述直流电源(71)的负极，所述第一固态开关(72)与所述第二固态开关(73)的连接处和所述直流电源(71)的负极之间设置电容(74)，所述电容(74)与所述感应加速线圈(5)并联以对所述感应加速线圈(5)进行放电控制。

5.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述时序控制电路(8)包括：

逻辑控制电路(81)，用于生成时序控制信号；

信号发生器(82)，连接所述逻辑控制电路(81)，用于根据所述时序控制信号生成高低电平的时序信号；

射频电源触发电路(83)，连接所述信号发生器(82)及所述螺旋波放电电路(6)，用于接收所述时序信号以触发所述螺旋波放电电路(6)为所述螺旋波放电天线(4)提供工作电源；

脉冲感应触发电路(84)，连接所述信号发生器(82)及所述脉冲感应放电电路(7)，用于接收所述时序信号以触发所述脉冲感应放电电路(7)为所述感应加速线圈(5)提供脉冲放电电压。

6.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述第一磁体(2)及所述第二磁体(3)均为永磁体，采用N35EH钕铁硼烧结成型，剩余磁通密度不小于1.2T，耐受温度不低于200℃。

7.根据权利要求6所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述第一磁体(2)及所述第二磁体(3)的内表面均经绝热材料包覆。

8.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述放电腔(1)采用石英熔融成型，且所述放电腔(1)在所述螺旋波放电天线(4)与所述感应加速线圈(5)之间的区域设置为扩张型面，其扩张线型与内部对应的磁力线线型一致。

9.根据权利要求1所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述放电腔(1)的入口处设有用于注入工质气体的法兰输入结构(9)。

10.根据权利要求1至9任一所述的螺旋波等离子体感应式推力器，其特征在于，

所述螺旋波放电天线(4)采用双臂半波长螺旋形天线。