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首页> 外文期刊>日本航空宇宙学会論文集 >均一・高密度プラズマ生成アンテナを用いたマイクロ波放電型イオンスラスタの高性能化
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均一・高密度プラズマ生成アンテナを用いたマイクロ波放電型イオンスラスタの高性能化

机译：利用均匀高密度等离子体发生天线提高微波放电式离子推进器的性能

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マイクロ波放電型イオンエンジンの一種として，均一，高密度なプラズマ生成を目指したマルチモノポールアンテナシステムを提案し，性能のスラスタ形状依存性を調査した．周波数2.45GHzのマイクロ波を用いて以下のような結論を得た．%The dependency of thrust performance on thruster configurations such as antenna length, antenna height, number of antenna, magnetic field configuration, and microwave frequency, was investigated with the objective of improving the thrust performance of microwave discharge ion thruster using antennas for uniform and dense plasma production. The experimental results showed that there was an optimum length of the antennas, and it was 3/4 times the wave length of incident microwaves. The ion beam current reaches its maximum value when the antenna was set at 2 mm downstream of an electron cyclotron resonance layer. There was an optimum number of the antennas. This is due to the tradeoff between the coupling of plasma with microwave and the surface recombination on the antenna. The expansion of ionization zone was made successfully by changing magnetic field configuration. In addition, the thrust performance was slightly improved with increase in incident microwave frequency from 2.45 GHz to 4.2 GHz. A value for the ion beam current with 2.45 GHz is compensated by high electron number density and less magnetized ions for the disadvantage of small plasma number density. Overall, the propellant utilization efficiency, ion production cost, and estimated thrust were found to be 0.62, 300 W/A and 6.2 mN, respectively at mass flow rate of 0.22 mg/s for xenon, ion beam voltage of 1,500 V and 2.45 GHz microwave incident power at 32 W.
机译：作为一种微波放电型离子发动机，我们针对均匀，高密度等离子体的产生提出了一种多单极天线系统，并研究了推进器形状对性能的依赖性。使用频率为2.45 GHz的微波可获得以下结论。研究了推力性能对推力器配置的依赖性，例如天线长度，天线高度，天线数量，磁场配置和微波频率，目的是提高使用均匀且密集天线的微波放电离子推力器的推力性能。实验结果表明，有一个最佳的天线长度，是入射微波波长的3/4倍，​​当将天线设置在2mm的下游时，离子束电流达到最大值。电子回旋共振层，存在最佳数量的天线，这是由于等离子体与微波的耦合与天线表面重组之间的权衡所致，通过改变磁场配置成功地实现了电离区的扩展。另外，随着入射微波频率从2.45 GHz t增加，推力性能略有提高。 o 4.2 GHz.2.45 GHz的离子束电流值由高电子数密度和较少磁化离子补偿，其缺点是等离子体数密度小，总的来说，发现了推进剂利用效率，离子生产成本和推力估算值氙的质量流率为0.22 mg / s，离子束电压为1,500 V的离子流电压和32 W的微波入射功率为2.45 GHz时，分别为0.62、300 W / A和6.2 mN。

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