Release Time:2019-03-10  Hits:

Indexed by: Journal Article

Date of Publication: 2014-10-31

Journal: 高电压技术

Included Journals: Scopus、EI、CSCD、ISTIC、PKU

Volume: 40

Issue: 10

Page Number: 3012-3017

ISSN: 1003-6520

Key Words: 离子推力器;栅极系统;等离子体模拟;PIC;减速栅;束流

Abstract: 为优化离子推力器中栅极系统设计,采用三维粒子云网格(PiC)仿真方法对三栅极系统等离子体输运过程进行了仿真,并与两栅极仿真结果进行对比,分析了三栅极特有的减速栅对栅极系统内束流分布、电子返流阀值、截止电流和交叉电流阀值、离子通过率和发散角损失等参数的影响.研究结果表明减速栅的主要作用包括:对离子通过率无影响,对截止电流影响不明显,但可大幅减弱甚至消除交叉电流限制问题;对加速栅腐蚀有明显的抑制作用,工作区间内的加速栅电流降低50％;增强了下游区域的径向电场,部分离子会偏离主束流区域,导致发散角损失增大;可改善加速栅孔附近电势分布,对电子返流阀值影响明显,对于1～4A的束电流,仅需-60~50 V的负偏压便可实现对电子返流的抑制.