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On abnormal behaviors of ion beam extracted from electron cyclotron resonance ion thruster driven by rod antenna in cross magnetic field

引用

Plasma Science and Technology 2021年第8期23卷 150-160页

作者： Juan LI Shenghui FU Yurou YANG Zhenfeng DING School of Physics Dalian University of TechnologyDalian 116024People's Republic of China

In a 2.45 GHz electron cyclotron resonance(ECR)ion thruster powered with rod antenna under a cross magnetic field,abnormal behaviours such as sudden drop of ion beam current(Ib)and larger increasing-rate of Ibin the high microwave power(Pw)discharges at high gas flow rates were observed.A differential method was proposed to reveal the changes in the radial profiles of gray values extracted from the end-view discharge *** increasing-rate of Ibwith respect to Pwwas used to evaluate efficiencies of ion production and *** indicate that discharges are dominantly sustained by ordinary wave via electron heating in the electron plasma resonance layer that can shift along the rod-antenna,and extraordinary wave can only ignite a discharge in the ECR layer in the low gas flow rate *** terms of the confinement region defined by the magnetic field lines intercepting with the screen grid,the confinement region of the optimized 2.45 GHz cross magnetic field takes the shape of hourglass,enabling the high increasing-rate of Ib with respect to Pw in high power discharges at high gas flow *** with the accompanied bright boundary layer appearing in the differentiated image,the sudden drop of Ib in the low gas flow rate regime is attributed to the discharge ignited by the enhanced extraordinary wave in the ECR layer neighbouring the narrowest confinement region,where the produced ions can promptly enter the loss region.

关键词： ECR ion thruster ion beam current discharge mode transition

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