王 进，郭 宁，谷增杰，丁 继

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

空心阴极等离子体与热耦合模型研究进展

王 进，郭 宁，谷增杰，丁 继

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

空心阴极作为高效率的宇航级电子源，被广泛应用于空间电推进系统和航天器主动电位控制系统。研究空心阴极等离子特性与热特性的耦合过程，对于提高空心阴极效率和延长其寿命具有重要意义。通过分析空心阴极等离子体与热耦合模型和空心阴极参数测量方法的特点，建议先研究空心阴极零维等离子体与热耦合模型，初步满足空心阴极研制的仿真分析需求，再发展空心阴极二维等离子体与热耦合模型，逐步提高空心阴极仿真分析水平。

空心阴极；等离子体；热分析；耦合模型；参数测量

0 引言

空心阴极是一种依靠气体放电工作的真空电子器件，具有高可靠性、寿命长、电子发射效率高、体积小、质量轻、结构紧凑和抗振动能力强等特点[1]，作为一种高效率的宇航级电子源，被广泛应用于离子推力器[2]、霍尔推力器[3]、航天器主动电位控制系统[4]等方面。

空心阴极处于自持放电状态时，阴极内产生高密度的等离子体，发射体发射的初始电子与Xe原子碰撞进而电离Xe原子，使阴极内的等离子体密度得以维持；同时等离子体不断轰击加热发射体，从而维持发射体温度。若空心阴极的热效率高，需要的等离子体轰击效应弱，对阴极的热负荷也就小；……