[发明专利]空间环境地面模拟等离子体产生装置及采用该装置实现的等离子体产生方法

权利要求书

1.空间环境地面模拟等离子体产生装置，其特征在于，它包括真空腔室(1)、偶极场线圈(2)、窗口(3)和ECR天线(4)，

真空腔室(1)为卧式圆柱形结构，在真空腔室(1)的内部以真空腔室(1)的中心位置为圆心设置偶极场线圈(2)，偶极场线圈(2)用于产生模拟地球偶极场位型的磁场，同时为ECR系统提供共振磁场结构，

在真空腔室(1)的外圆柱形上设置有两个相对的窗口(3)，且该两个窗口(3)与偶极场线圈(2)的轴线垂直，

ECR天线(4)为微波馈入系统，ECR天线(4)用于将外部ECR源通过两个窗口(3)馈入到真空腔室(1)中，对指定区域气体电离，产生ECR等离子体(5)，产生的ECR等离子体(5)以偶极场线圈(2)为中心，产生于偶极场线圈(2)的外部。

2.根据权利要求1所述的空间环境地面模拟等离子体产生装置，其特征在于，偶极场线圈(2)的表面做低放气率及绝缘处理。

3.根据权利要求1所述的空间环境地面模拟等离子体产生装置实现的等离子体产生方法，其特征在于，它包括以下内容：

首先，通过磁场仿真软件获得偶极场线圈(2)在通以电流下的真空磁场分布，该真空磁场分布包括多个微波频率共振面的位置，其中，每一个微波频率M₁对应一个共振面的位置B₁，

其次，根据磁流体定标关系，确定目标区域磁场B₀，根据目标区域磁场B₀与偶极场线圈(2)产生真空磁场分布的赤道面(8)的交点确定产生等离子体的目标区域a₀，从而获得赤道面上磁场B₀所在磁力线(6)，该磁力线(6)和其他共振面的位置B₁相交的位置为ECR天线(4)需要将相应频率的微波注入的位置(a₁,b₁)，将ECR天线(4)调节至对准该位置(a₁,b₁)，

再次，开启偶极场线圈(2)的电源，产生偶极磁场，

最后，开启微波系统，实现对位置(a₁,b₁)处的气体电离，产生初始ECR等离子体(5)，ECR等离子体(5)将从产生的位置(a₁,b₁)沿着所述磁力线(6)到达赤道面上相应的目标位置(a₀,0)，从而实现在不同目标区域产生不同空间分布的等离子体。

4.根据权利要求3所述的空间环境地面模拟等离子体产生装置实现的等离子体产生方法，其特征在于，多个微波频率包括2.45GHz和6.4GHz。