专利摘要

一种平行分段阳极式激光‑电磁场耦合推力器及电磁加速电极，包括激光系统、电磁加速电极、磁场线圈、固体工质。电磁加速电极为平行式电磁加速电极，包括两块平行相对设置的电磁加速阳极板和电磁加速阴极板；电磁加速阳极板整体为一块平板，其由前段阳极平板、绝缘陶瓷块以及后段阳极平板组成，绝缘陶瓷块设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。激光束烧蚀固体工质产生激光等离子体，等离子体进入阴极板、阳极板之间并诱导产生短脉冲放电电弧，使等离子体加热并进一步离子化后加速喷出，从而产生推力。绝缘陶瓷块能增强放电电弧的电流密度，增强激光等离子体的电离率，提高推力器的工质利用率和推力。

权利要求

1.一种平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，包括激光系统、电磁加速电极、磁场线圈、固体工质，电磁加速电极为平行式电磁加速电极，包括两块平行相对设置的电磁加速阳极板和电磁加速阴极板，磁场线圈将电磁加速阳极和电磁加速阴极包覆在内，在电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间产生外加磁场；电磁加速阳极板、电磁加速阴极板连接电磁加速电极电源以获取工作电源，磁场线圈连接磁场线圈电源以获取工作电源；激光系统发射出的激光束烧蚀固体工质产生激光等离子体，激光等离子体进入电磁加速阴极板、电磁加速阳极板之间并诱导产生短脉冲放电电弧，短脉冲放电电弧使得激光等离子体加热并进一步离子化，等离子体在洛伦兹力和气动力的共同作用下加速喷出，从而产生推力；其特征在于：电磁加速阳极板整体为一块平板，其由前段阳极平板、绝缘陶瓷块以及后段阳极平板组成，绝缘陶瓷块设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。

2.根据权利要求1所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：所述电磁加速电极的一端开口，电磁加速电极的另一端由隔离板密封，在隔离板上开设有一通孔，该通孔与陶瓷管的一端联通，陶瓷管的另一端远离电磁加速电极向外伸出且其端口设有固体工质；

激光系统发射出的激光束烧蚀陶瓷管外端口上的固体工质产生激光等离子体，激光等离子体依次穿过陶瓷管、隔离板上的通孔后进入电磁加速阴极板、电磁加速阳极板之间并诱导产生短脉冲放电电弧。

3.根据权利要求2所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：所述激光系统设置在电磁加速电极的开口一端的外侧，激光系统发射出的激光束从电磁加速电极的开口一端入射，穿过隔离板上的通孔以及陶瓷管，烧蚀陶瓷管外端口上的固体工质。

4.根据权利要求2所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：固体工质的外侧面上贴覆有一层透明基底层，激光系统设置在固体工质外侧，激光系统发射出的激光束入射到透明基底层上，激光束穿过透明基底层后烧蚀固体工质进而产生激光等离子体，其中透明基底层采用聚对苯二甲酸乙二脂薄膜、醋酸纤维素薄膜或聚酰亚胺薄膜。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：所述激光系统包括激光器、光束调节系统和羽流保护装置，光束调节系统位于激光器的正前方，羽流保护装置位于光束调节系统的正前方。

6.根据权利要求5所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：激光系统发射出的激光束、电磁加速电极、磁场线圈、隔离板和陶瓷管的中轴线重合。

7.根据权利要求6所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：还包括控制系统以及电源处理系统，所述控制系统连接电源处理系统、激光器以及光束调节系统。

8.根据权利要求7所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：所述电源处理系统连接电磁加速电极电源、磁场线圈电源；

电磁加速电极电源包括电容充电电源以及电容单元，电容充电电源通过导线连接电容单元并给电容单元充电，电容单元的正负端分别通过导线与电磁加速阳极板和电磁加速阴极板连接，使电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间存在电势差；

通过控制系统对电源处理系统的控制能够控制电容充电电源输出的电压大小，从而改变电容单元充电大小，也即改变电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间的电压大小，进而改变放电电流大小；

通过控制系统对电源处理系统的控制能够控制电源处理系统提供给磁场线圈电源的供电电压大小，改变该磁场线圈电源输出的电压大小，从而改变磁场线圈的电流大小，进而改变外加磁场的大小。

9.根据权利要求1所述的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，其特征在于：固体工质连接有固体工质供给装置，固体工质供给装置给推力器提供固体工质，以更新烧蚀位置。

10.电磁加速电极，包括两块平行相对设置的电磁加速阳极板和电磁加速阴极板，电磁加速阳极板整体为一块平板，其特征在于：电磁加速阳极板由前段阳极平板、绝缘陶瓷块以及后段阳极平板组成，绝缘陶瓷块设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种为微小卫星轨道提升、位置保持、姿态控制和组网飞行等提供精准推力的新型推力器，尤其涉及一种利用激光烧蚀固体工质产生激光烧蚀等离子体，然后利用电磁场加速的推力。

背景技术

微小卫星具有体积小、重量轻、成本低、功能密度大、研制周期短、发射灵活、组网较快、生存能力强等优势，其广泛应用于通信、导航、侦察、环境监控与预报、抢险救援、测绘、科学研究等领域发挥了重要作用。微小卫星由有效载荷和卫星平台两大部分组成，推进系统作为卫星平台的重要组成部分，可以为卫星提供姿态控制、轨道保持、轨道机动、位置保持等服务，从而使得卫星能完成更多、更复杂的任务并提高其使用寿命。因此，性能先进的空间推进系统的研制是至关重要的。

然而传统的化学推进存在比冲低、质量重、控制精度低等问题，因此，人们迫切需要寻找新型小推力非化学推进系统来满足微小卫星对推力器的需求。电推进系统因具有比冲高、推力小、重量轻、体积小、消耗工质少等特点，倍受航天界青睐。

固体烧蚀型脉冲等离子体推力器(Ablative Pulsed Plasma Thruster，APPT) 具有结构简单、比冲较高和重量轻等优势，使其成为微小卫星推进系统的优先选择对象，因此，各航天大国对其进行了长期深入的研究。其工作过程为：火花塞点火使暴露在两电极之间的推进剂表面诱导出持续几毫秒的短脉冲放电，使推进剂蒸发和电离，形成等离子体；然后等离子体在洛伦兹力和气动力的共同作用下加速喷出，从而产生推力。

现有的固体烧蚀型脉冲等离子体推力器存在电磁加速电极之间的放电电弧扩散，放电电弧的电流密度下降，影响激光等离子体的电离率，是的推力器的工质利用率和推力受损。因而，如何有效防止电磁加速电极之间的电弧扩散是本领域技术人员一个亟需解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有APPT存在的电磁加速电极之间的电弧扩散而影响激光等离子体的电离率的问题，本实用新型提出一种平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器及电磁加速电极。

为实现本实用新型之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器，包括激光系统、电磁加速电极、磁场线圈、固体工质，电磁加速电极为平行式电磁加速电极，包括两块平行相对设置的电磁加速阳极板和电磁加速阴极板，磁场线圈将电磁加速阳极和电磁加速阴极包覆在内，在电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间产生外加磁场。电磁加速阳极板、电磁加速阴极板连接电磁加速电极电源以获取工作电源，磁场线圈连接磁场线圈电源以获取工作电源；激光系统发射出的激光束烧蚀固体工质产生激光等离子体，激光等离子体进入电磁加速阴极板、电磁加速阳极板之间并诱导产生短脉冲放电电弧，短脉冲放电电弧使得激光等离子体加热并进一步离子化，等离子体在洛伦兹力和气动力的共同作用下加速喷出，从而产生推力。本实用新型的创新之处在于：电磁加速阳极板整体为一块平板，其由前段阳极平板、绝缘陶瓷块以及后段阳极平板组成，绝缘陶瓷块设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。本实用新型中绝缘陶瓷块的作用是防止电弧扩散，能增强放电电弧的电流密度，从而增强激光等离子体的电离率，进而进一步提高推力器的工质利用率和推力。

本实用新型中所述电磁加速电极的一端开口，电磁加速电极的另一端由隔离板密封，在隔离板上开设有一通孔，该通孔与陶瓷管的一端联通，陶瓷管的另一端远离电磁加速电极向外伸出且其端口设有固体工质。

激光系统发射出的激光束烧蚀陶瓷管外端口上的固体工质产生激光等离子体，激光等离子体依次穿过陶瓷管、隔离板上的通孔后进入电磁加速阴极板、电磁加速阳极板之间并诱导产生短脉冲放电电弧，短脉冲放电电弧使得激光等离子体加热并进一步离子化，等离子体在洛伦兹力和气动力的共同作用下加速喷出，从而产生推力。

根据激光束的入射方向与激光束烧蚀固体工质产生的激光等离子体的运动方向是否相同，分为反射式和透射式两种形式。

反射式：激光系统设置在电磁加速电极的开口一端的外侧，激光系统发射出的激光束从电磁加速电极的开口一端入射，穿过隔离板上的通孔以及陶瓷管，烧蚀陶瓷管外端口上的固体工质。

透射式：固体工质的外侧面上贴覆有一层透明基底层，激光系统设置在固体工质外侧，激光系统发射出的激光束入射到透明基底层上，激光束穿过透明基底层后烧蚀固体工质进而产生激光等离子体。

无论是反射式还是透射式，本实用新型激光系统发射出的激光束、电磁加速电极、磁场线圈、隔离板和陶瓷管的中轴线重合。

无论是反射式还是透射式，固体工质均连接有固体工质供给装置，固体工质供给装置给推力器提供固体工质，以更新烧蚀位置，保证同样激光烧蚀条件下具有较为相同的烧蚀条件，从而确保较为相同的烧蚀产物，进而确保提供精准的推力。

本实用新型所述的固体工质可以为铜和铝等金属、聚四氟乙烯和聚氯乙烯等高分子聚合物以及其它能在太空环境中易于存储且能被激光烧蚀产生等离子体的固体材料，所以不像采用气体、液体作为工质的推力器那样需要推进剂储箱、阀门和管路等系统，因此，推力器可以非常简单和紧凑。

本实用新型中所述陶瓷管的作用是将固体工质与电磁加速电极之间隔开一段距离，使得推力器工作时，电磁加速电极之间产生的放电电弧不会对固体工质进行烧蚀，从而确保推力器每次工作时消耗的固体工质都由激光烧蚀产生，因此避免了滞后烧蚀的产生，这有利于提高固体工质的利用效率和推进效率。

本实用新型中隔离板的作用是阻挡激光等离子体回流，避免造成推力损失。因为推力器工作时，放电电弧会在隔离板附近产生，因此隔离板必须具有耐高温烧蚀的特性，以此来保证推力器每次工作时消耗的固体工质都由激光烧蚀产生。同时，隔离板选用绝缘材料，能够避免电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间导通。因此，隔离板需要由耐高温烧蚀的绝缘材料制成，比如陶瓷、高硅氧玻璃纤维等。

本实用新型中的激光系统包括激光器以及光束调节系统。激光器的作用是给推力器输出脉冲激光，其输出的激光参数(比如激光能量、脉宽、波长、工作频率等)可以通过控制系统进行调节，从而控制推进性能的大小，以完成不同的任务需求。光束调节系统位于激光器的正前方不远处，其作用是将激光器发射出来的激光按照要求聚焦对固体工质进行烧蚀。对于反射式的推力器，其激光系统还包括羽流保护装置，羽流保护装置位于光束调节系统和激光器的正前方，其作用是阻挡推力器产生的羽流，防止光束调节系统和激光器受到羽流中微粒、气体以及等离子体等的污染，从而影响其工作状态。

本实用新型还包括控制系统以及电源处理系统。所述控制系统连接电源处理系统、激光器以及光束调节系统，按照空间任务的需求来对各个耗电部件的输出电压、激光参数和聚焦后光斑大小、位置进行调节，从而改变推力器的相关推进性能。所述电源处理系统连接电磁加速电极电源、磁场线圈电源，按照控制系统的指令给各个耗电部件提供所需的电能。电磁加速电极电源包括电容充电电源以及电容单元，电容充电电源通过导线连接电容单元并给电容单元充电，电容单元的正负端分别通过导线与电磁加速阳极板和电磁加速阴极板连接，使电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间存在电势差。通过控制系统对电源处理系统的控制能够控制电容充电电源输出的电压大小，从而改变电容单元充电大小，也即改变电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间的电压大小，进而改变放电电流大小，最终达到调整推进性能的作用。通过控制系统对电源处理系统的控制能够控制电源处理系统提供给磁场线圈电源的供电电压大小，改变该磁场线圈电源输出的电压大小，从而改变磁场线圈的电流大小，进而改变外加磁场的大小，从而提高推力器的推进性能。

电磁加速电极连接电容单元，其作用是：当电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间存在一定的电势差时，在激光烧蚀产生的激光等离子体运动到电磁加速阳极板和电磁加速阴极板之间时会诱导放电，随着两极板之间的电流增大，等离子体会被加热，并被焦耳热进一步离子化。然后放电电流和自感磁场产生的电磁力 (洛伦兹力)作用于等离子体上，使等离子束流排出，从而产生推力。电磁加速阳极板和电磁加速阴极板间的电压的大小可以通过控制系统对电源处理系统的控制来调节电容充电电源输出的电压大小，从而改变放电能量的输入，进而改变对等离子体的加速效果，最终改变推力器的推进性能。电磁加速阳极板和电磁加速阴极板的形状可以为矩形、梯形或、三角形。电磁加速阳极板和电磁加速阴极板上下对称，两极板可以呈一定角度设置，也可以平行放置。电磁加速阳极板和电磁加速阴极板由耐烧蚀且导电性能良好的金属制成。

本实用新型提供一种电磁加速电极，具体为一种平行式电磁加速电极，包括两块平行相对设置的电磁加速阳极板和电磁加速阴极板；电磁加速阳极板整体为一块平板，其由前段阳极平板、绝缘陶瓷块以及后段阳极平板组成，绝缘陶瓷块设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。

相对于现有技术，本实用新型产生了以下有益技术效果：

1、本实用新型提供了一种平行式电磁加速电极，其电磁加速阳极具有非对称的分块阳极结构，即使用绝缘陶瓷块设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。本实用新型将这种平行式电磁加速电极应用到推力器中，这就是本实用新型提供的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器。因为绝缘陶瓷块设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，这将限制主放电电弧的发散，使放电电弧集中在阳极拐角处的陶瓷管出口，从而提高陶瓷管出口位置(即激光等离子体出口位置)的放电电弧的电流密度和放电电流，进而增加激光等离子体的电离率，最终实现推力和比冲的提高。

2、由于陶瓷管避免了滞后烧蚀的产生，所以推力器每次工作时消耗的固体工质都由激光烧蚀产生，因此单次烧蚀固体工质的质量可以通过控制激光器来进行精确控制。这相比于APPT来说，提高了推进效率和固体工质利用率。

3、由于使用短脉冲激光烧蚀固体工质产生等离子体，所以在电磁加速电极间产生短时间的导电等离子体，进而获得比传统PPT更短的短脉冲放电。因为使用短脉冲放电能获得更短的脉冲等离子体持续时间，有望获得更大的电流。由于该推力器诱导产生的力取决于电流的平方，因此能有望提高其推进性能。

4、激光烧蚀会使得诱导出来的等离子体具有数千米每秒的初速度，相对于传统PPT来说，这也提高了推进性能。此外，具有初速度的等离子体被电磁加速电极之间形成的电磁力进一步加速，有望大大提高推进性能。

5、因为很多固体材料都能作为工质，所以可用固体工质的范围增大且不需要推进剂储箱、阀门和管路等系统。同时，该推力器活动部件较少，因此，推力器结构非常简单，可靠性高，响应速度快。

6、由于可以通过控制系统实现对激光能量大小和各个电源(电容充电电源和磁场线圈电源)电压大小的调节，所以该推力器功耗、推力和比冲可调性更高。

7、用激光点火取代传统PPT的火花塞点火，不存在火花塞积碳和点火失效问题。

8、固体工质在激光烧蚀时已经部分电离，在电磁加速电极间放电时又会被进一步电离，因此推力器可获得较高的电离率，能量转化效率也相应提高。

综上所述，本实用新型能够有效限制主放电电弧的发散的同时具有结构简单、推进效率高、比冲高、可靠性高、推力可调整性高、羽流污染小、工质选择面广等优点，有望为微小卫星的轨道提升、位置保持、姿态控制和组网飞行等提供精准推力，为微小卫星的长时间位置保持和机动飞行等提供了可行的推力器。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图

图2是实施例2的结构示意图

图中标号：

1、控制系统；2、电源处理系统；3、磁场线圈电源；4、电容单元；5、电容充电电源；6、固体工质；7、固体工质供给装置；8、陶瓷管；9、隔离板；10、磁场线圈；11、电磁加速阳极板；12、电磁加速阴极板；13、激光器；14、光束调节系统；15、羽流保护装置；16、透明基底层，17，绝缘陶瓷块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例图中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，做进一步详细说明，但不依此限定本实用新型的保护范围。

实施例1：

下面先来介绍图1中所示的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器。其包括控制系统1、电源处理系统2、磁场线圈电源3、电容单元4、电容充电电源5、固体工质6、固体工质供给装置7、陶瓷管8、隔离板9、磁场线圈10、电磁加速阳极板11、电磁加速阴极板12、激光器13、光束调节系统14、羽流保护装置 15以及绝缘陶瓷块17。电磁加速电极由电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板 12组成。电磁加速阳极板11整体为一块平板，其由前段阳极平板、绝缘陶瓷块 17以及后段阳极平板组成，绝缘陶瓷块17设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12平行对称设置。磁场线圈10将电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板 12包覆在内，磁场线圈10在电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12之间产生外加磁场。电磁加速阳极板11、电磁加速阴极板12连接电磁加速电极电源以获取工作电源，磁场线圈10连接磁场线圈电源3以获取工作电源。本实施例中电磁加速电极电源包括电容充电电源5以及电容单元4，电容充电电源5通过导线连接电容单元4并给电容单元4充电，电容单元4的正负端分别通过导线与电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12连接，使电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12之间存在电势差。

所述控制系统1连接电源处理系统2、激光器13以及光束调节系统14，按照空间任务的需求来对各个耗电部件的输出电压、激光参数和聚焦后光斑大小、位置进行调节，从而改变推力器的相关推进性能。所述电源处理系统2连接电容充电电源5、磁场线圈电源3，按照控制系统1的指令给各个耗电部件提供所需的电能。通过控制系统1对电源处理系统2的控制能够控制电容充电电源5输出的电压大小，从而改变电容单元4的充电大小，也即改变电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12之间的电压大小，进而改变放电电流大小，最终达到调整推进性能的作用。通过控制系统1对电源处理系统2的控制能够控制电源处理系统 2提供给磁场线圈电源3的供电电压大小，改变该磁场线圈电源3输出的电压大小，从而改变磁场线圈10的电流大小，进而改变外加磁场的大小，从而提高推力器的推进性能。

激光器13输出脉冲激光，激光器13与控制系统1连接，其输出的激光参数 (比如激光能量、脉宽、波长、工作频率等)可以通过控制系统1进行调节，从而控制推进性能的大小，以完成不同的任务需求。光束调节系统14位于激光器 13的正前方不远处，光束调节系统14与控制系统1连接，其作用是将激光器13 发射出来的激光按照控制系统的要求聚焦对固体工质进行烧蚀。羽流保护装置 15位于光束调节系统14和激光器13的正前方，其作用是阻挡推力器产生的羽流，防止光束调节系统14和激光器13受到羽流中微粒、气体以及等离子体等的污染，从而影响其工作状态。

电磁加速电极的一端开口，电磁加速电极的另一端由隔离板9密封，在隔离板9的中心位置上开设有一通孔，该通孔与陶瓷管8的一端联通，陶瓷管8的另一端远离电磁加速电极向外伸出且其端口设有固体工质6。固体工质6连接有固体工质供给装置7，固体工质供给装置7给推力器提供固体工质6，以更新烧蚀位置，保证同样激光烧蚀条件下具有较为相同的烧蚀条件，从而确保较为相同的烧蚀产物，进而确保提供精准的推力。

激光系统设置在电磁加速电极的开口一端的外侧，激光系统发射出的激光束从电磁加速电极的开口一端入射，穿过隔离板9上的通孔以及陶瓷管8，烧蚀陶瓷管8外端口上的固体工质6，烧蚀固体工质6产生的激光等离子体依次穿过陶瓷管8、隔离板9上的通孔后进入电磁加速阳极板11、电磁加速阴极板12之间并诱导产生短脉冲放电电弧，短脉冲放电电弧使得激光等离子体加热并进一步离子化，等离子体在洛伦兹力和气动力的共同作用下加速喷出，从而产生推力。本实施例中：激光系统发射出的激光束、电磁加速电极、磁场线圈、隔离板和陶瓷管的中轴线重合。

本实用新型中绝缘陶瓷块的作用是防止电弧扩散，能增强放电电弧的电流密度，从而增强激光等离子体的电离率，进而进一步提高推力器的工质利用率和推力。

实施例2：

下面先来介绍图2中所示的平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器。其包括控制系统1、电源处理系统2、磁场线圈电源3、电容单元4、电容充电电源5、固体工质6、固体工质供给装置7、陶瓷管8、隔离板9、磁场线圈10、电磁加速阳极板11、电磁加速阴极板12、激光器13、光束调节系统14、透明基底层 16以及绝缘陶瓷块17。

电磁加速电极由电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12组成。电磁加速阳极板11整体为一块平板，其由前段阳极平板、绝缘陶瓷块17以及后段阳极平板组成，绝缘陶瓷块17设置在前段阳极平板和后段阳极平板之间，将前段阳极平板和后段阳极平板分隔开。，电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12平行对称设置。磁场线圈10将电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12包覆在内，磁场线圈10在电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12之间产生外加磁场。电磁加速阳极板11、电磁加速阴极板12连接电磁加速电极电源以获取工作电源，磁场线圈10连接磁场线圈电源3以获取工作电源。本实施例中电磁加速电极电源包括电容充电电源5以及电容单元4，电容充电电源5通过导线连接电容单元4并给电容单元4充电，电容单元4的正负端分别通过导线与电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12连接，使电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12之间存在电势差。

所述控制系统1连接电源处理系统2、激光器13以及光束调节系统14，按照空间任务的需求来对各个耗电部件的输出电压、激光参数和聚焦后光斑大小、位置进行调节，从而改变推力器的相关推进性能。所述电源处理系统2连接电容充电电源5、磁场线圈电源3，按照控制系统1的指令给各个耗电部件提供所需的电能。通过控制系统1对电源处理系统2的控制能够控制电容充电电源5输出的电压大小，从而改变电容单元4的充电大小，也即改变电磁加速阳极板11和电磁加速阴极板12之间的电压大小，进而改变放电电流大小，最终达到调整推进性能的作用。通过控制系统1对电源处理系统2的控制能够控制电源处理系统 2提供给磁场线圈电源3的供电电压大小，改变该磁场线圈电源3输出的电压大小，从而改变磁场线圈10的电流大小，进而改变外加磁场的大小，从而提高推力器的推进性能。

激光器13输出脉冲激光，激光器13与控制系统1连接，其输出的激光参数 (比如激光能量、脉宽、波长、工作频率等)可以通过控制系统进行调节，从而控制推进性能的大小，以完成不同的任务需求。光束调节系统14位于激光器13 的正前方不远处，光束调节系统14与控制系统1连接，其作用是将激光器13 发射出来的激光按照控制系统的要求聚焦对固体工质进行烧蚀。

电磁加速电极的一端开口，电磁加速电极的另一端由隔离板9密封，在隔离板9的中心位置上开设有一通孔，该通孔与陶瓷管8的一端联通，陶瓷管8的另一端远离电磁加速电极向外伸出且其端口设有固体工质6。

固体工质6的外侧面上贴覆有一层透明基底层16，激光系统设置在固体工质6外侧，激光系统发射出的激光束入射到透明基底层16上，激光束穿过透明基底层16后烧蚀固体工质6，烧蚀固体工质6产生的激光等离子体依次穿过陶瓷管8、隔离板9上的通孔后进入电磁加速阳极板11、电磁加速阴极板12之间并诱导产生短脉冲放电电弧，短脉冲放电电弧使得激光等离子体加热并进一步离子化，等离子体在洛伦兹力和气动力的共同作用下加速喷出，从而产生推力。本实施例中：激光系统发射出的激光束、电磁加速电极、磁场线圈、隔离板和陶瓷管的中轴线重合。

固体工质6和透明基底层16很薄，一般为几十微米，但两者的厚度并不相同，透明基底层16的厚度应该在保证不被激光烧蚀穿的基础上尽量小，而固体工质6的厚度应该取决于具体使用的固体工质，固体工质不同时厚度不同，但是基本原则是保证能被激光烧蚀穿。

透明基底层16需采用耐激光烧蚀且透光性好的透明材料，例如聚对苯二甲酸乙二脂(PET)薄膜、醋酸纤维素、聚酰亚胺等，这是为了减少透明基底层16 对激光能量的吸收以保证绝大多数激光能量被用来烧蚀固体工质，同时也保证透明基底层不被烧蚀穿，这一方面能防止激光烧蚀产物对聚焦系统和脉冲激光器的污染，从而影响它们的正常运行；另一方面也能让透明基底层16对激光烧蚀产生约束作用，由此能进一步提高推力器的推进性能。

固体工质供给装置7的作用是给推力器提供固体工质，以更新烧蚀位置，保证相同激光烧蚀条件下具有同样的烧蚀条件，从而确保基本一致的烧蚀产物，进而确保提供精准的推力。同时，固体工质供给装置7能够同时对透明基底层16 和固体工质6进行更新，这样能保证激光每次穿过透明基底层16时的能量相同，也能防止激光多次穿过透明基底层16而导致其被烧蚀穿孔，从而不能起到预防污染和对激光烧蚀产生约束的作用。

综上所述，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。

平行分段阳极式激光-电磁场耦合推力器及电磁加速电极专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。