本發(fā)明涉及一種霍爾推力器用陽(yáng)極磁屏一體化結(jié)構(gòu)，尤其適用于小尺寸的霍爾推力器磁路設(shè)計(jì)，屬于霍爾電推力器磁路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

霍爾推力器是目前世界上研究較熱門的航天器電推進(jìn)技術(shù)，主要包括空心陰極、放電室、磁極、磁線圈、陽(yáng)極/氣體分配器、推進(jìn)劑輸送管路和支撐結(jié)構(gòu)；采用霍爾推進(jìn)技術(shù)可以增加航天器有效載荷，降低發(fā)射成本，延長(zhǎng)使用壽命，是未來(lái)提高商業(yè)衛(wèi)星效率，增加競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段。霍爾推進(jìn)技術(shù)可以完成的功能和任務(wù)包括：同步通信衛(wèi)星的軌道轉(zhuǎn)移、位置保持和離軌處理等；低軌通信衛(wèi)星的軌道轉(zhuǎn)移、阻力補(bǔ)償、姿軌控和重新定位等；深空探測(cè)衛(wèi)星的主推進(jìn)；科研和對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的超精指向、姿控軌控、阻力補(bǔ)償和無(wú)阻力飛行等。

霍爾推力器基本原理如圖1所示，為：自陰極發(fā)出的電子在加速器放電通道內(nèi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下向陽(yáng)極做漂移運(yùn)動(dòng)，電子與自分配器噴出的中性原子在通道內(nèi)碰撞之后，使得原子發(fā)生電離。導(dǎo)致通道內(nèi)充斥著電子和離子，電離出的離子在電場(chǎng)作用下高速噴出產(chǎn)生推力。與電子相比，離子質(zhì)量較大，離子的回旋半徑遠(yuǎn)大于通道寬度h(如圖2中所示)，所以離子所受的磁場(chǎng)力可忽略。而電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于離子質(zhì)量，其回旋半徑遠(yuǎn)小于通道寬度h，因此電子的運(yùn)動(dòng)會(huì)受到磁場(chǎng)的強(qiáng)烈約束。，而電子運(yùn)動(dòng)則關(guān)系著推力器的性能，因此磁場(chǎng)設(shè)計(jì)一直被認(rèn)作是霍爾推力器設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，中等功率(1000w)量級(jí)以上的霍爾推力器中，在進(jìn)行磁場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)磁場(chǎng)位型通常選為聚焦型磁場(chǎng)(1、磁力線凸向陽(yáng)極；2、陽(yáng)極附近存在零磁場(chǎng)區(qū)，如圖3所示)，這種磁場(chǎng)技術(shù)是目前公認(rèn)的高性能霍爾推力器所必備的磁場(chǎng)位型。而實(shí)現(xiàn)這種磁場(chǎng)位型通常采用內(nèi)外磁極輔以內(nèi)外磁屏的方式實(shí)現(xiàn)。工作時(shí)帶高電位的陽(yáng)極位于放電通道內(nèi)，由內(nèi)外陶瓷筒或一體化陶瓷包圍，而內(nèi)、外磁屏分別位于內(nèi)、外陶瓷筒和內(nèi)、外磁極之間的空間內(nèi)，磁屏和陽(yáng)極屬于不同的部件。如圖4所示。

近些年小衛(wèi)星迅速發(fā)展，小衛(wèi)星的重量和功率有限，因此能夠提供給推進(jìn)系統(tǒng)的重量和功率都有嚴(yán)格限制。這就要求推進(jìn)系統(tǒng)中的耗能部件-推力器的重量和功耗盡可能小。而化學(xué)推力器由于比沖低，因此其完成任務(wù)所需攜帶的大量推進(jìn)劑是小衛(wèi)星不可承受的。電推進(jìn)系統(tǒng)成為小衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)姿態(tài)和軌道控制的首選推進(jìn)系統(tǒng)。霍爾推進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性和技術(shù)成熟度高，是目前航天用電推進(jìn)系統(tǒng)的主流發(fā)展方向。面向小衛(wèi)星的霍爾推進(jìn)系統(tǒng)要求推力器的質(zhì)量輕、功耗小。而功耗和質(zhì)量與霍爾推力器的幾何尺寸息息相關(guān)。與中等功率以上霍爾推力器相比，小功率的霍爾推力器通道寬度和長(zhǎng)度均小，因此小功率霍爾推力器也就意味著小尺寸。為滿足電子回旋半徑遠(yuǎn)小于通道直徑這一霍爾推力器實(shí)際的基本原則，就需要小功率霍爾推力器的電子回旋半徑更小，通道中的電子回旋半徑主要受磁場(chǎng)強(qiáng)度影響，與磁場(chǎng)強(qiáng)度成反比，因此小的回旋半徑要求比中等功率霍爾推力器通道中更大的磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，這也就意味著導(dǎo)磁件中通過(guò)的磁通密度更大。幾何尺寸和導(dǎo)磁件材料一定時(shí)，導(dǎo)磁件中能通過(guò)的最大磁通密度是固定的，也就是所謂的磁飽和現(xiàn)象。因此為適應(yīng)高磁場(chǎng)強(qiáng)度的要求，要求導(dǎo)磁件的尺寸不能太小，尤其是導(dǎo)磁件中磁源套著的圓柱部分的直徑，為滿足磁場(chǎng)需求，往往會(huì)較大。這就造成了內(nèi)陶瓷筒和與內(nèi)磁極之間的空間很小，難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)磁屏的布置。對(duì)于外磁屏而言，同樣也受到尺寸的限制而難以布置。因此也就難以實(shí)現(xiàn)聚焦型的磁場(chǎng)設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種霍爾推力器用陽(yáng)極磁屏一體化結(jié)構(gòu)，解決的了小尺寸霍爾推力器中磁屏以及陶瓷通道的布置問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了聚焦磁場(chǎng)設(shè)計(jì)。

提供一種霍爾推力器用磁屏陽(yáng)極一體化結(jié)構(gòu)，包括：外陶瓷筒(1)，內(nèi)陶瓷筒(2)，陽(yáng)極(3)，導(dǎo)磁件(4)，絕緣陶瓷(5)，絕緣帽(6)，導(dǎo)電柱(7)，磁源(8)；

所述陽(yáng)極(3)包括內(nèi)環(huán)(3-1)、外環(huán)(3-2)以及內(nèi)環(huán)(3-1)和外環(huán)(3-2)之間的頂面，外環(huán)(3-2)側(cè)壁的上部沿周向均勻分布多個(gè)通孔作為介質(zhì)入口；

內(nèi)陶瓷筒(2)包括環(huán)形筒壁和底端的內(nèi)翻邊，內(nèi)陶瓷筒(2)套設(shè)在所述陽(yáng)極(3)內(nèi)環(huán)(3-1)外，翻邊覆蓋陽(yáng)極(3)內(nèi)環(huán)(3-1)的底端；

外陶瓷筒(1)包括環(huán)形筒壁和底端的外翻邊，外陶瓷筒(1)套設(shè)在陽(yáng)極(3)的陽(yáng)極(3)外環(huán)(3-2)內(nèi)，翻邊覆蓋陽(yáng)極(3)外環(huán)(3-2)的底端；

絕緣陶瓷(5)包括內(nèi)環(huán)和頂端外側(cè)的翻邊，翻邊沿周向均布通孔，通孔數(shù)量與一體化結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電柱(7)數(shù)量相同；

絕緣帽(6)包括內(nèi)環(huán)和翻邊，數(shù)量與一體化結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電柱(7)數(shù)量相同；

導(dǎo)磁件(4)包括外圓柱面，中心圓柱體，上端面和下端面；中心圓柱體設(shè)置在外圓柱面內(nèi)部，二者同軸設(shè)置；中心圓柱體外部套設(shè)磁源(8)，磁源(8)外部套設(shè)絕緣陶瓷(5)的內(nèi)環(huán)，陽(yáng)極(3)的內(nèi)環(huán)(3-1)套設(shè)在絕緣陶瓷(5)的內(nèi)環(huán)外；導(dǎo)磁件(4)的上端面具有通孔，通孔數(shù)量與一體化結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電柱(7)數(shù)量相同；導(dǎo)磁件(4)的下端面具有環(huán)形通孔，絕緣陶瓷(5)內(nèi)環(huán)的下端面、外陶瓷筒(1)的下端面、內(nèi)陶瓷筒(2)的下端面延伸至環(huán)形通孔的底端；

導(dǎo)電柱(7)為2個(gè)，3個(gè)或4個(gè)，均為柱體結(jié)構(gòu)；每個(gè)導(dǎo)電柱(7)的底端連接陽(yáng)極(3)的頂面，導(dǎo)電柱(7)沿周向均勻分布，導(dǎo)電柱(7)的上部依次穿過(guò)絕緣陶瓷(5)翻邊的通孔和絕緣帽(6)內(nèi)環(huán)的通孔，絕緣帽(6)內(nèi)環(huán)分別對(duì)應(yīng)插入導(dǎo)磁件(4)的上端面的通孔。

優(yōu)選的，陽(yáng)極(3)的內(nèi)環(huán)(3-1)的上端外側(cè)具有環(huán)狀凸臺(tái)，外環(huán)(3-2)的上端內(nèi)側(cè)具有環(huán)狀凸臺(tái)，側(cè)壁的通孔沿徑向貫穿陽(yáng)極(3)的外環(huán)及外環(huán)的凸臺(tái)；內(nèi)陶瓷筒(2)環(huán)形筒壁的頂端通過(guò)內(nèi)環(huán)(3-1)的環(huán)狀凸臺(tái)下端限位；

外陶瓷筒(1)的環(huán)形筒壁的頂端通過(guò)陽(yáng)極(3)外環(huán)(3-2)的環(huán)狀凸臺(tái)下端限位。

優(yōu)選的，陽(yáng)極(3)頂面的頂端沿周向均勻分布圓柱形的凸起，凸起數(shù)量與一體化結(jié)構(gòu)中導(dǎo)電柱(7)數(shù)量相同，用于連接導(dǎo)電柱(7)。

優(yōu)選的，導(dǎo)電柱(7)的底端具有凸臺(tái)，凸臺(tái)的尺寸與陽(yáng)極(3)頂面的凸起尺寸相同。

優(yōu)選的，陽(yáng)極(3)材料為軟磁合金，導(dǎo)電柱(7)為不銹鋼材料，導(dǎo)電柱(7)的底端凸臺(tái)與陽(yáng)極(3)頂面的凸起焊接為一體，焊縫為圓周焊縫，焊縫直徑為導(dǎo)電柱(7)的凸臺(tái)的直徑。

優(yōu)選的，絕緣陶瓷(5)為氧化鋁材料，絕緣陶瓷(5)內(nèi)環(huán)外徑d4形成的回轉(zhuǎn)面的軸向長(zhǎng)度l3大于陽(yáng)極(3)內(nèi)環(huán)(3-1)內(nèi)徑d3形成的回轉(zhuǎn)面的軸向長(zhǎng)度l2；內(nèi)陶瓷筒(2)底端的內(nèi)翻邊內(nèi)徑d5形成的回轉(zhuǎn)面軸向長(zhǎng)度為l1；陽(yáng)極(3)、絕緣陶瓷(5)和內(nèi)陶瓷筒(2)裝配在一起后，l3≥l1+l2。

優(yōu)選的，外陶瓷筒(1)和內(nèi)陶瓷筒(2)軸向長(zhǎng)度相等，翻邊高度相同。

優(yōu)選的，絕緣陶瓷(5)內(nèi)環(huán)的下端面、外陶瓷筒(1)的下端面、內(nèi)陶瓷筒(2)的下端面平齊，且均經(jīng)環(huán)形通孔與導(dǎo)磁件(4)的下端面底端平齊。

優(yōu)選的，導(dǎo)磁件(4)外圓柱面的軸向長(zhǎng)度≤30mm，外徑≤55mm；陽(yáng)極(3)側(cè)壁的通孔的數(shù)量≥30，通孔內(nèi)徑≤0.5mm。

同時(shí)提供一種所述霍爾推力器用磁屏陽(yáng)極一體化結(jié)構(gòu)的裝配方法，包括如下步驟：

(1)將導(dǎo)電柱(7)與陽(yáng)極(3)連接成一體；

(2)將磁源(8)經(jīng)下端面環(huán)形通孔套設(shè)在導(dǎo)磁件(4)的中心圓柱體外部；

(3)將絕緣陶瓷(5)經(jīng)下端面環(huán)形通孔安裝，絕緣陶瓷(5)的內(nèi)環(huán)套設(shè)在磁源(8)外部；

(4)導(dǎo)電柱(7)與陽(yáng)極(3)經(jīng)環(huán)形通孔安裝，導(dǎo)電柱(7)的圓柱穿過(guò)絕緣陶瓷(5)的翻邊的通孔；

(5)將絕緣帽(6)套裝在導(dǎo)電柱(7)的圓柱體上；

(6)將內(nèi)陶瓷筒(2)套設(shè)在陽(yáng)極(3)的內(nèi)環(huán)外部，外陶瓷筒(1)套設(shè)在陽(yáng)極(3)的外環(huán)(3-2)內(nèi)部，安裝完成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明通過(guò)在陽(yáng)極圓柱面上沿周向布置一定數(shù)量的氣孔，使得陽(yáng)極具有均化氣體的作用。中性氣體自氣體分配器進(jìn)氣以后，在陽(yáng)極上布置的小孔內(nèi)噴出，氣流沿徑向沖擊到陽(yáng)極腔體內(nèi)，由于陽(yáng)極尺寸較小，因此氣體會(huì)在此腔體內(nèi)摻混，起到均化氣體的作用，有利于中性氣體的電離。

(2)本發(fā)明的陽(yáng)極采用軟磁合金材料，實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)極可以導(dǎo)磁，具備磁屏的功能，與現(xiàn)有技術(shù)相比，將磁屏和陽(yáng)極兩個(gè)部件進(jìn)行了統(tǒng)一設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了有限空間內(nèi)的聚焦磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)。

(3)本發(fā)明的陶瓷通道布置在陽(yáng)極腔體內(nèi)部，通過(guò)調(diào)整內(nèi)外陶瓷套筒的軸向長(zhǎng)度即可實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極到出口距離的可控。

(4)本發(fā)明的陽(yáng)極在推力器工作時(shí)會(huì)帶有高電位，與其他部件的絕緣通過(guò)“t”字形絕緣陶瓷實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)電柱與其他部件的絕緣通過(guò)“t”字形絕緣螺栓實(shí)現(xiàn)。

(5)本發(fā)明的陽(yáng)極通過(guò)導(dǎo)電柱與其他部件固定，導(dǎo)電柱與陽(yáng)極之間通過(guò)電子束焊接方式連接，且焊縫位于陽(yáng)極“凹”字形腔體外。導(dǎo)電柱在陽(yáng)極上均勻分布，保證了受力均勻。

附圖說(shuō)明

圖1為霍爾推力器工作原理示意圖；

圖2為本發(fā)明的霍爾推力器用陽(yáng)極磁屏一體化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3高性能霍爾推力器聚焦磁場(chǎng)位型圖；

圖4為中等功率以上量級(jí)霍爾推力器典型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的陽(yáng)極結(jié)構(gòu)示意圖；

其中圖5(a)為包含4個(gè)圓柱凸起的陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖5(b)為陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的左視圖，圖5(c)為陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖6(a)、(b)、(c)分別為本發(fā)明包含2個(gè)，3個(gè)和4個(gè)的陽(yáng)極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7(a)為本發(fā)明的絕緣陶瓷的剖視圖，圖7(b)為絕緣陶瓷的左視圖，圖7(c)為絕緣陶瓷的俯視圖；

圖8為本發(fā)明的內(nèi)陶瓷筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明的外陶瓷筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本發(fā)明的陽(yáng)極與導(dǎo)電柱連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明能夠達(dá)到的磁場(chǎng)位型圖。

具體實(shí)施方式

由于陽(yáng)極和磁屏進(jìn)行了一體化設(shè)計(jì)，因此要求該部件能兼顧兩種要求：其一為磁屏，其二為陽(yáng)極。霍爾推力器的設(shè)計(jì)中，當(dāng)磁場(chǎng)設(shè)計(jì)完成后，磁屏到磁極的距離s(如圖2所示)將會(huì)固定。而該距離的大小不一定滿足陽(yáng)極到出口距離的要求，因此為了解決該問(wèn)題，也為了小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)通道的布置，在本發(fā)明中是將陶瓷通道布置在了陽(yáng)極腔體內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)極到出口距離可控，這與傳統(tǒng)霍爾推力器不同。

如圖1-2所示，為本發(fā)明一種霍爾推力器用磁屏陽(yáng)極一體化結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括外陶瓷筒(1)，內(nèi)陶瓷筒(2)，陽(yáng)極(3)，導(dǎo)磁件(4)，絕緣陶瓷(5)，絕緣帽(6)，導(dǎo)電柱(7)，磁源(8)。

如圖5(a)-(c)所示，陽(yáng)極(3)包括內(nèi)環(huán)(3-1)、外環(huán)(3-2)以及內(nèi)環(huán)(3-1)和外環(huán)(3-2)之間的頂面，內(nèi)環(huán)(3-1)的上端外側(cè)具有環(huán)狀凸臺(tái)，外環(huán)(3-2)的上端內(nèi)側(cè)具有環(huán)狀凸臺(tái)，外環(huán)(3-2)上端側(cè)壁沿周向均勻分布多個(gè)小孔作為介質(zhì)入口，小孔(直徑≤0.5mm)沿徑向，深度貫穿陽(yáng)極(3)的外環(huán)及外環(huán)的凸臺(tái)。內(nèi)環(huán)(3-1)和外環(huán)(3-2)之間的環(huán)形空間形成通道，氣體在陶瓷通道內(nèi)電離和加速；陽(yáng)極頂面頂端沿周向均勻分布有圓柱形凸起，用于與導(dǎo)電柱(7)的連接。為了便于加工，優(yōu)選內(nèi)環(huán)(3-1)的環(huán)狀凸臺(tái)和外環(huán)(3-2)的環(huán)狀凸臺(tái)高度相同。

如圖6所示，陽(yáng)極頂面頂端沿周向均勻分布的圓柱形凸起，數(shù)量可以是2個(gè)，3個(gè)或4個(gè)。

如圖7(a)-(c)所示，本發(fā)明的絕緣陶瓷(5)，為倒“t”字形空心回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)環(huán)和頂端外側(cè)的翻邊，翻邊具有四個(gè)通孔，通孔的直徑與導(dǎo)電柱(7)的小圓柱直徑相同。圖7(a)為絕緣陶瓷(5)的剖視圖，圖7(b)為左視圖，圖7(c)為俯視圖。

參見圖8，內(nèi)陶瓷筒(2)包括環(huán)形筒壁和底端的內(nèi)翻邊，環(huán)形筒壁的內(nèi)徑與內(nèi)環(huán)(3-1)的外徑尺寸匹配，內(nèi)陶瓷筒(2)套設(shè)在陽(yáng)極(3)的內(nèi)環(huán)外部，翻邊卡接在內(nèi)環(huán)的底端，內(nèi)翻邊的內(nèi)徑與陽(yáng)極(3)內(nèi)環(huán)(3-1)的內(nèi)徑尺寸相同，即內(nèi)翻邊的厚度與內(nèi)環(huán)(3-1)的厚度相同。

參見圖9，外陶瓷筒(1)包括環(huán)形筒壁和底端的外翻邊，環(huán)形筒壁的外徑與外環(huán)(3-2)的內(nèi)徑尺寸匹配，外陶瓷筒(1)套設(shè)在陽(yáng)極(3)的外環(huán)(3-2)內(nèi)部，翻邊卡接在外環(huán)的底端，外翻邊的外徑與陽(yáng)極(3)外環(huán)(3-2)的外徑尺寸相同，即外翻邊的厚度與外環(huán)(3-2)的厚度相同。

導(dǎo)電柱(7)為電接口，為倒“t”字形回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，為圓柱體，底部具有凸臺(tái)，凸臺(tái)的直徑與陽(yáng)極(3)圓柱形的凸起的直徑相同，陽(yáng)極(3)與導(dǎo)電柱(7)通過(guò)電子束焊接方式實(shí)現(xiàn)連接。導(dǎo)電柱(7)與圓柱形的凸起的焊縫位于陽(yáng)極(3)回轉(zhuǎn)體形成的半封閉空腔的外部，焊縫為圓周焊縫，焊縫直徑為導(dǎo)電柱(7)的凸臺(tái)的直徑，如圖10所示。陽(yáng)極(3)圓柱形的凸起的目的是為了焊縫直徑大于導(dǎo)電柱與外部螺接時(shí)的受力直徑，保證陽(yáng)極(3)與導(dǎo)電柱(7)的可靠連接。

外陶瓷筒(1)，內(nèi)陶瓷筒(2)為同種材料，均為氮化硼。陽(yáng)極(3)，選用軟磁合金材料實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)極可以導(dǎo)磁，具備磁屏的功能，有利于磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)。導(dǎo)電柱(7)為不導(dǎo)磁不銹鋼材料。絕緣陶瓷(5)采用氧化鋁材料。絕緣陶瓷(5)直徑d4形成的回轉(zhuǎn)面的軸向長(zhǎng)度l3大于陽(yáng)極(3)直徑d3形成的回轉(zhuǎn)面的軸向長(zhǎng)度l2。內(nèi)陶瓷筒(2)最小直徑d5形成的回轉(zhuǎn)面軸向長(zhǎng)度為l1。陽(yáng)極(3)、絕緣陶瓷(5)和內(nèi)陶瓷筒(2)裝配在一起后，l3≥l1+l2。

絕緣帽(6)為“t”字形中空回轉(zhuǎn)體，即包括內(nèi)環(huán)和翻邊，內(nèi)環(huán)的直徑與導(dǎo)電柱(7)的圓柱體的直徑尺寸相同，絕緣帽(6)共四個(gè)，每個(gè)絕緣帽對(duì)應(yīng)一個(gè)導(dǎo)電柱(7)。

導(dǎo)電柱(7)的小圓柱依次穿過(guò)絕緣陶瓷(5)的翻邊的通孔和絕緣帽(6)內(nèi)環(huán)的通孔。絕緣陶瓷(5)和絕緣帽(6)用以保證導(dǎo)電柱(7)與導(dǎo)磁件(4)不接觸。

參見圖2導(dǎo)磁件(4)為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，包括外圓柱面，中心圓柱體，上端面和下端面，其中外圓柱面，上端面和下端面形成導(dǎo)磁件(4)的外表面，上端面和下端面均為圓形端面直徑與外圓柱面外徑相同，中心圓柱體設(shè)置在外圓柱面內(nèi)部，二者同軸設(shè)置，中心圓柱體與外圓柱面之間的空間用于放置外陶瓷筒(1)，內(nèi)陶瓷筒(2)，陽(yáng)極(3)，導(dǎo)磁件(4)，絕緣陶瓷(5)，絕緣帽(6)，導(dǎo)電柱(7)和磁源(8)。中心圓柱體外部套設(shè)環(huán)形磁源(8)，環(huán)形磁源(8)外部套設(shè)絕緣陶瓷(5)的內(nèi)環(huán)。導(dǎo)磁件(4)的上端面具有四個(gè)圓形通孔，通孔的直徑與絕緣帽(6)內(nèi)環(huán)的外徑相同；導(dǎo)磁件(4)的下端面具有環(huán)形通孔，絕緣陶瓷(5)內(nèi)環(huán)的下端面、外陶瓷筒(1)的下端面、內(nèi)陶瓷筒(2)的下端面平齊，且均經(jīng)環(huán)形通孔與導(dǎo)磁件(4)的下端面底端平齊。環(huán)形通孔的內(nèi)環(huán)直徑等于絕緣陶瓷(5)內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑尺寸相同，環(huán)形通孔的外環(huán)直徑等于外陶瓷筒(1)翻邊的外徑。優(yōu)選的，導(dǎo)磁件(4)外圓柱面的軸向長(zhǎng)度≤30mm，外徑≤55mm。

磁源可以采用勵(lì)磁線圈方式，也可以采用永磁鐵方式。

本發(fā)明霍爾推力器用磁屏陽(yáng)極一體化結(jié)構(gòu)的安裝步驟如下：

(1)將導(dǎo)電柱(7)與陽(yáng)極(3)連接成一體；

(2)將磁源(8)經(jīng)下端面環(huán)形通孔套設(shè)在導(dǎo)磁件(4)的中心圓柱體外部；

(3)將絕緣陶瓷(5)經(jīng)下端面環(huán)形通孔安裝，絕緣陶瓷(5)的內(nèi)環(huán)套設(shè)在磁源(8)外部；

(4)導(dǎo)電柱(7)與陽(yáng)極(3)經(jīng)環(huán)形通孔安裝，導(dǎo)電柱(7)的小圓柱穿過(guò)絕緣陶瓷(5)的翻邊的通孔；

(5)將絕緣帽(6)套裝在導(dǎo)電柱(7)的圓柱體上，固定導(dǎo)電柱(7)；

(6)將內(nèi)陶瓷筒(2)套設(shè)在陽(yáng)極(3)的內(nèi)環(huán)外部，外陶瓷筒(1)套設(shè)在陽(yáng)極(3)的外環(huán)(3-2)內(nèi)部。完成安裝。

本發(fā)明霍爾推力器用磁屏陽(yáng)極一體化結(jié)構(gòu)工作原理如下：

本發(fā)明解決了一種小尺寸下霍爾推力器的磁屏以及通道的布置問(wèn)題。其工作原理為，磁源產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁力線在導(dǎo)磁件和采用了軟磁合金的陽(yáng)極中通過(guò)。進(jìn)而在內(nèi)、外陶瓷筒和陽(yáng)極空腔形成的通道中形成了聚焦型磁場(chǎng)。工作通過(guò)陽(yáng)極上的小孔進(jìn)入到通道中，與陰極發(fā)射的電子相遇。由于通道本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了小尺寸霍爾推力器的聚焦磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，因此電子可以得到很好的約束，使得電子在通道中可以長(zhǎng)時(shí)間停留而又不至于導(dǎo)致熄火，這保證了高效電離。而聚焦磁場(chǎng)位型結(jié)構(gòu)也保證了電離出的離子能以相對(duì)平行于通道軸線的方向噴出，有利于實(shí)現(xiàn)高效加速。

本發(fā)明是通過(guò)在陽(yáng)極上均勻開孔，使陽(yáng)極具備均化氣體的功能，減少了通道內(nèi)分配器的布置，節(jié)省了空間；通過(guò)陽(yáng)極采用軟磁合金的方式，實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)極可以導(dǎo)磁，實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)極具備磁屏的功能，而不必像中等功率霍爾推力器再專門進(jìn)行磁屏設(shè)計(jì)，減少了零件，實(shí)現(xiàn)了小尺寸霍爾推力器內(nèi)磁屏的功能；

通過(guò)將陶瓷通道布置在陽(yáng)極內(nèi)部的方式實(shí)現(xiàn)了有限空間下陶瓷通道的布置，并可以通過(guò)調(diào)節(jié)陶瓷通道的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)陽(yáng)極到出口的距離，該距離是影響推力器通道內(nèi)電離和加速過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)；通過(guò)在陽(yáng)極與內(nèi)磁極之間布置絕緣陶瓷的方式，實(shí)現(xiàn)帶有高電位的陽(yáng)極與其他不同電位零件的絕緣。

圖11為本發(fā)明一種霍爾推力器用磁屏陽(yáng)極一體化結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)的磁力線分布圖，通道內(nèi)的磁力線呈現(xiàn)明顯的凸向陽(yáng)極的位型，且通道內(nèi)接近陽(yáng)極空腔底部磁力線稀疏，代表該處磁場(chǎng)強(qiáng)度接近于零。

本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。