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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开的一种对称放电的电负性离子‑离子推力器，属于航天电推进技术领域。所述的对称放电的电负性离子‑离子推力器包括介质窗、金属天线、绝缘底座、金属壳体、石英腔体、永磁体组、绝缘垫圈和栅极系统。石英腔体安装在金属壳体内侧并与绝缘垫圈相连，形成环形放电通道；外永磁环安装在金属壳体的外部，内永磁体安装在绝缘底座的凹槽内。本发明在环形放电通道内产生对称分布的高密度的电负性等离子体并通过沿径向的磁过滤效应在放电室下游产生轴对称分布的离子‑离子等离子体。通过方波栅极系统交替引出加速正负离子，可在推力器出口处形成轴对称分布的准中性羽流，避免产生有害的推力矢量差，大幅提高推力器的控制精度。

主权项：1.一种对称放电的电负性离子-离子推力器，所述的对称放电的电负性离子-离子推力器包括介质窗1、金属天线2、绝缘底座3、金属壳体4、石英腔体5、永磁体组6、绝缘垫圈7和栅极系统8；其特征在于，所述的介质窗1为两端开口的圆盘型结构，一端为电气接口101，用以通入电负性气体和连接电路；另一端为凹槽，凹槽中心通过通孔与电气接口101相通，凹槽内放置金属天线2；所述金属天线2为盘香型结构，固定在介质窗1和绝缘底座3之间，射频功率通过电气接口101施加在金属天线2上；所述绝缘底座3包括绝缘盖板301和绝缘凸台302；所述绝缘盖板301为一圆盘型结构，外端面与介质窗1的凹槽外缘同轴连接，内端面与绝缘凸台302同轴垂直连接；在绝缘盖板301上开有沿周向均匀分布的气体分配孔，用以连通介质窗1和石英腔体5；所述绝缘凸台302的尾部有一圆柱型凹槽，用以放置内永磁体602；所述绝缘凸台302与石英腔体5之间形成环形放电通道；所述金属壳体4为薄壁圆柱结构，与绝缘底座3的绝缘盖板301同轴连接；所述石英腔体5为薄壁圆柱结构，固定于金属壳体4的内壁，并与绝缘底座3的绝缘盖板301相连接，石英腔体5内部区域为放电室；所述金属天线2产生的感应电磁场将在石英腔体5内的上游产生高强度的涡旋状感应电场，通过加热电子电离通入的电负性气体，产生高密度的电负性等离子体，石英腔体5内的上游即靠近绝缘盖板301；所述永磁体组6包括外永磁环601和内永磁体602；所述外永磁环601为圆环型结构，固定于金属壳体4的外周；所述内永磁体602为圆柱型结构，固定在绝缘凸台302的圆柱型凹槽内；所述外永磁环601和内永磁体602具有相同的轴向位置，用以在放电室内形成轴对称形式的径向磁场，限制电负性等离子体中的电子停留在永磁铁组6的上游，无法到达永磁铁组6的下游，从而在永磁铁组6的下游形成不含电子的对称分布离子-离子等离子体，所述的永磁铁组6的上游是指靠近金属天线2一侧；所述绝缘垫圈7为圆环型结构，固定于栅极系统8的屏栅801和加速栅802之间，避免金属栅极接触造成短路；所述栅极系统8与金属壳体4、石英腔体5的末端连接，包含屏栅801和加速栅802；所述屏栅801为一圆盘型结构，其中均匀开设栅孔，屏栅801由周期性方波电源供电，其电压随时间呈现正负变化；所述加速栅802与屏栅801为相同的圆盘型结构，其上每个栅孔均须与屏栅801的栅孔同轴，加速栅802接地；所述栅极系统8用来交替引出并加速正负离子。

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