一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置及方法，通过外加感应电路将特定频率的正弦信号叠加到离子推力器放电室阳极供电回路中，通过对高速电压电流采样数据的分析计算，求得了特定频率下的离子推力器放电室阳极等效复阻抗，解决了离子推力器放电室正常工作下阳极复阻抗的测试。常工作下阳极复阻抗的测试。常工作下阳极复阻抗的测试。

【技术实现步骤摘要】
一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置及方法


[0001]本专利技术属于空间电推进
，具体涉及一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置及方法。

技术介绍

[0002]离子推力器放电室必须在阳极、触持供电条件下才能正常工作，放电室阳极的等效复阻抗是必须在阳极正常加电情况下进行的动态测量，这对测量手段提出了很高的要求。离子推力器放电室阳极复阻抗特性可以对阳极供电电源的频率特性提出要求以便于避免放电室在某些供电频率下的振荡及不稳定，这对提高离子推力器工作稳定性以及寿命有着重要的意义。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置及方法，能够实现离子推力器放电室工作时阳极的等效复阻抗的测试。
[0004]本专利技术提供了一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置，包括波形发生器、功率放大器、电流注入探头、示波器、电压探头、电流探头、直流电源、电穿舱法兰及真空舱；
[0005]所述波形发生器用于产生特定频率的正弦波信号；所述正弦波信号经过所述功率放大器放大后由所述电流注入探头叠加到所述直流电源的输出回路中形成注入回路；所述注入回路经过所述电穿舱法兰连接到所述真空舱内地待测离子推力器的放电室阳极；所述示波器通过所述电压探头和电流探头同步采样所述注入回路上的电压和电流；计算所述电压及电流，得到所述待测离子推力器放电室阳极在所述特定频率下的复阻抗。
[0006]进一步地，所述示波器通过所述电压探头和电流探头同步采样所述注入回路上的电压和电流的方式为：所述同步采样的频率大于所述正弦波信号的频率的10倍。
[0007]本专利技术提供了一种离子推力器放电室等效复阻抗测试方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1、频率为f的正弦波信号经放大后由叠加到待测离子推力器的放电室阳极供电回路中形成注入回路；
[0009]步骤2、对所述注入回路进行同步采样得到电压及电流；
[0010]步骤3、通过对步骤2得到的电压及电流分别作傅里叶变换，求得电压及电流的幅值，由此得到频率f下所述待测离子推力器的放电室的复阻抗。
[0011]进一步地，所述测试方法还包括：调整所述正弦波信号的频率，重复执行步骤1至步骤3求得不同频率下的所述待测离子推力器的放电室的复阻抗。
[0012]进一步地，所述步骤2中的同步采样的频率大于所述频率f的10倍。
[0013]有益效果：
[0014]本专利技术通过外加感应电路将特定频率的正弦信号叠加到离子推力器放电室阳极供电回路中，通过对高速电压电流采样数据的分析计算，求得了特定频率下的离子推力器放电室阳极等效复阻抗，解决了离子推力器放电室正常工作下阳极复阻抗的测试。
附图说明
[0015]图1为本专利技术提供的一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置的示意图。
[0016]其中，1
‑
波形发生器，2
‑
功率放大器，3
‑
电流注入探头，4
‑
示波器，5
‑
电压探头，6
‑
电流探头，7
‑
舱外电源线缆，8
‑
直流电源，9
‑
电穿舱法兰，10
‑
舱内电源线缆，11
‑
离子推力器，12
‑
真空舱。
具体实施方式
[0017]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0018]本专利技术提供了一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置，如图1所示，包括波形发生器1、功率放大器2、电流注入探头3、示波器4、电压探头5、电流探头6、直流电源8、电穿舱法兰9及真空舱12。
[0019]波形发生器1产生特定频率f的正弦波信号，该正弦波信号经过功率放大器2放大后由电流注入探头3叠加到直流电源8的输出回路中形成注入回路，注入回路经过电穿舱法兰9连接到真空舱12内地待测离子推力器的放电室阳极；示波器4通过电压探头5测量注入回路上的电压，示波器4通过电流探头6测量注入回路上的电流；通过计算示波器4采样的电压及电流，求得待测离子推力器11放电室阳极在频率f下的复阻抗。
[0020]采用本专利技术提供的一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置，本专利技术提供了一种离子推力器放电室等效复阻抗测试方法，包括以下步骤：
[0021]步骤1、波形发生器1产生频率为f的正弦信号，该正弦信号经过功率放大器2处理后由电流注入探头3叠加到正常工作的离子推力器放电室阳极供电回路中。
[0022]步骤2、使用示波器4的电压探头5、电流探头6在靠近待测离子推力器端对注入回路进行电压电流高速同步采样。
[0023]步骤3、通过对步骤2得到的电压V
t
、电流I
t
分别作傅里叶变换，求得幅值A
V
、A
I
，最后求得频率f下的复阻抗Z
f
，如以下公式所示：
[0024]A
V
＝F1(V
t
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0025]φ
V
＝F2(V
t
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0026]A
I
＝F1(I
t
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0027]φ
I
＝F2(I
t
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0028][0029]步骤4、调整波形发生器1频率为f1，重复1到3步骤继续求得频率f1下的复阻抗。
[0030]综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子推力器放电室等效复阻抗测试装置，其特征在于，包括波形发生器(1)、功率放大器(2)、电流注入探头(3)、示波器(4)、电压探头(5)、电流探头(6)、直流电源(8)、电穿舱法兰(9)及真空舱(12)；所述波形发生器(1)用于产生特定频率的正弦波信号；所述正弦波信号经过所述功率放大器(2)放大后由所述电流注入探头(3)叠加到所述直流电源(8)的输出回路中形成注入回路；所述注入回路经过所述电穿舱法兰(9)连接到所述真空舱(12)内地待测离子推力器的放电室阳极；所述示波器(4)通过所述电压探头(5)和电流探头(6)同步采样所述注入回路上的电压和电流；计算所述电压及电流，得到所述待测离子推力器放电室阳极在所述特定频率下的复阻抗。2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述示波器(4)通过所述电压探头(5)和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，梁凯，杨俊泰，史楷，陈新伟，何非，刘明正，杨浩，李兴坤，陈焘，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：