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螺旋波等离子体是一种高密度,高离子化率的低温等离子体,其数密度可以达到1018-1020每立方米的量级。在半导体工业中,应用螺旋波等离子体对材料进行沉积和刻蚀处理。同样,螺旋波等离子体也用于废弃物治理系统中,用来分解复杂污染物。在空间推进领域,螺旋波等离子体推力器(HPT)是一种新型的电磁式推力器,其基于螺旋波等离子体在发散磁场中存在的无电流双层效应,加速离子形成高速离子束喷流,从而产生推力。螺旋波等离子体推力器作为一种无电极,高密度,高比冲(比冲可以达到4000s)的推力器,正逐渐得到各航天强国的重视。作为螺旋波等离子体推力器研究及应用的重要环节——地面实验原理样机的设计至关重要。作者从现有文献入手,分析总结了国外的先进技术,自行设计了一套螺旋波等离子体推力器地面试验系统。主要研究内容如下：(1)作者对比了化学推进和电推进各自的优缺点,介绍了一种新型电推进系统——螺旋波等离子体推力器。HPT的无电极结构可以使其具有更长的使用寿命。作者总结了各研究机构的研究方向,指导作者接下来的工作。(2)作者对螺旋波等离子体的基本理论进行了分析,介绍了螺旋波等离子体源的几项关键技术(包括射频天线、放电室等)。对螺旋波等离子体形成过程开展机理分析,提出了几种与螺旋波等离子体源相结合的加速方案,为之后的数值仿真做准备。(3)作者使用PIC方法,对不同长度的放电区进行模拟,得出了电势和电子数密度的变化曲线,从而印证了双层效应的存在。数值仿真的结果对于原理样机天线的设计具有重要的指导作用。(4)作者根据实验室现有条件,设计了射频馈入机构,磁场系统,RF天线等部件,以上述各部件为基础搭建螺旋波等离子体推力器地面实验原理样机。通过初步实验结果对磁场系统进行优化改进,并添加法拉第电磁屏蔽套筒装置。优化后的实验方案获得业内多位专家的认可。(5)最后,作者总结了实验过程中出现的问题,对原理样机设计提出几点改进方案：①设计探针系统用于等离子体参数的诊断；②设计出一种新的磁场系统,该系统能提供更均匀的磁场,可消除磁镜效应。上述几点作者只给出了设计方案,在今后的研究工作中将具体实施。