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《西北工业大学》 2003年
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MPT微波源研制及系统效率分析

魏坤  
【摘要】: 近十几年来,随着对航天器推进系统性能要求的不断提高,电推进以其独有优势引起了学术和航天工业界的兴趣和重视,并且越来越多地被应用到空间任务中。微波等离子推力器(MPT)是一种电热型推力器,它具有比冲适中、寿命长、羽流污染小等优点,具有广阔的应用前景。微波源作为MPT的能量供给单元,是MPT关键部件之一,其效率高低也是衡量MPT总体性能的重要标志。 目前MPT微波源体积大、重量重,微波输出功率不够稳定,不能在真空环境下工作,对MPT研究和性能提高起着制约作用。本文在原有微波源基础上,通过理论分析和实际设计,研制完成了功率为200W、可在真空下工作的微波源,并在试验基础上对MPT系统效率进行了分析和估算。 论文的主要工作和见解包括: 1.利用微波器件、电路、传热学等有关知识,对微波源主要组成部件进行了分析、比较和选择,确定了其实现方式。微波发生器采用效率高、功率大、价格低的磁控管;磁控管供电电源使用重量轻、效率高、输出功率易于控制的开关电源;器件散热方式运用了可在真空中工作的密闭水循环冷却。 2.详细介绍了微波源微波器件的性能及参数,分析设计了开关电源及微波源散热结构并加工出实物样品,在此基础上制作出整个微波源的试验装置。对试验装置进行调试、标定和实际负载试验,解决了调试过程出现的一些现象,设计出充气密封机箱防止开关电源输出端高压和大功率微波在真空中打火。对微波源标定和负载试验结果给出了分析总结。 3.用长线理论、微波谐振腔电磁场分布及其等效电路,分析了MPT系统微波传输效率,指出了微波源效率和MPT谐振腔耦合效率是影响MPT系统整体效率的主要因素之一。最后结合实验数据估算出MPT实际工作效率约为30%左右。 经过较长时间验证,研制的微波源在地面和真空中均能长时间稳定、可靠工作,性能良好,表明研制的微波源是可行的,另外MPT效率分析初步给出了影响效率的一些因素,这些都为进一步提高MPT性能奠定了基础。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:V439.2

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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