[发明专利]一种等离子体产生单元及使用方法

权利要求书

1.一种电子束等离子体产生单元，其特征在于，所述电子束等离子体产生单元包括主真空腔(1)、固体薄膜隔离窗(2)、电源(3)及真空泵(4)，所述主真空腔(1)中包括阴极和磁场线圈；所述主真空腔(1)、所述固体薄膜隔离窗(2)和所述真空泵(4)组成封闭系统，所述封闭系统提供电子束产生、加速和传输所需要的真空环境，所述固体薄膜隔离窗(2)用于对所述主真空腔(1)和外界气压环境进行隔离，使所述主真空腔(1)维持高真空的环境，所述电源(3)为所述阴极提供直流高压；所述电源(3)开启后，所述阴极产生电子，所述电子被所述磁场线圈加速和聚焦，在所述主真空腔(1)内聚焦出射成电子束流(5)，所述电子束流(5)由所述固体薄膜隔离窗(2)射出后与气体碰撞电离产生电子束等离子体。

2.如权利要求1所述的电子束等离子体产生单元，其特征在于，所述主真空腔(1)还包括栅极和灯丝，所述电源(3)为所述栅极提供直流偏压和为所述灯丝提供加热供电电压。

3.如权利要求1所述的电子束等离子体产生单元，其特征在于，所述固体薄膜隔离窗(2)采用多膜复合窗口，包括金属基底薄膜、非金属基底材料及隔离窗薄膜，所述隔离窗薄膜和所述金属基底薄膜分别制备在所述非金属基底材料两侧。

4.如权利要求3所述的电子束等离子体产生单元，其特征在于，所述非金属基底材料为硅或锗；所述隔离窗薄膜是耐高温金属材料，所述耐高温金属材料为钛(Ti)、镍(Ni)或铍(Pi)。

5.如权利要求3所述的电子束等离子体产生单元，其特征在于，通过过渡金属层将所述固体薄膜隔离窗(2)的所述金属基底薄膜与所述主真空腔(1)焊接。

6.一种使用如权利要求1-5任一项所述的电子束等离子体产生单元的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

将所述电子束等离子体产生单元单个或多个组合成一定位型安装在所述飞行器，以在高空开放空间或密闭空间产生电子束等离子体。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述飞行器的头部或进气道部位安装所述电子束等离子体产生单元。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在飞行器前部的一个封闭式空腔里面封闭一定压强的工作气体，所述工作气体包括氩和氪；将所述电子束等离子体产生单元按设计要求安装在所述封闭式空腔中。

9.如权利要求6所述的的方法，其特征在于，所述多个组合成一定位型具体为：3个所述电子束等离子体产生单元形成锥状的等离子体区域。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述电子束等离子体产生单元单个或多个组合成一定位型安装在所述飞行器之后，该方法还包括如下步骤：

(1)采用所述飞行器将所述电子束等离子体产生单元带入指定空域；

(2)指令系统发出指令开启所述真空泵，使所述电子束等离子体产生单元内保持真空状态，真空度保持为10^-5Pa，开启所述电源，根据需要调整输出电压幅值，产生电子束，电子束与空间气体作用，产生电子束等离子体；

(3)随着所述飞行器的移动，产生空间运动的电子束等离子体；

(4)指令系统发出指令控制所述电源输出的断和开，使电子束等离子体进行时间调制；

(5)当所述飞行器上安装的所述电子束等离子体产生单元是多个时，指令系统发出指令排列组合多个所述电子束等离子体产生单元，从而形成满足目标任务所需的电子束等离子体位型。