CN115750252B - 无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备。所述无工质阴极具有：环状发射体，所述环状发射体材料为电子发射材料，所述环状发射体为中空环状结构；以及支撑环座，所述支撑环座内部限定有霍尔推力器本体容置空间，所述环状发射体固定在所述支撑环座内。本发明具有结构及安装简单、可靠性高、无工质且效率高等优点。

Description

无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备

技术领域

本发明涉及空间推进技术领域；具体而言，本发明涉及无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备。

背景技术

霍尔推力器是一种空间电推进装置，被广泛应用于空间推进领域，也是当前空间飞行器的首选推进装置之一。例如，其典型的应用场合包括但不限于应用于卫星的姿轨控制与深空探测主推进装置。

图1示出了一种传统稳态等离子体霍尔推力器的工作原理。如图中所示，在推力器内部有一对互相垂直的电场F1和磁场F2，电场沿轴向方向，磁场沿径向方向。阴极A是一个维持稳定放电的电子源，其产生的电子在阳极高电位的吸引下进入径向磁场区域，电子在径向磁场与轴向电场的E×B电磁力的作用下，做周向漂移运动，形成了周向的电子电流。工质气体通过阳极气体分配器B进入环形放电室，再到达径向电子漂移区，电子与工质气体中的中性原子激烈碰撞并使其电离。在轴向电场的作用下，推力器内部的离子产生轴向加速度，并最终高速喷出，形成反推力。

阴极是霍尔推力器的重要组成部件，为推力器提供电离电子与中和电子。现有技术中的霍尔推力器阴极结构及安装复杂，可靠性低，加热温度高，需消耗大量工质并且效率有待提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其它方面的问题中的一个或多个。

为了实现前述目的，根据本发明的第一方面提供了一种无工质阴极，其中，所述无工质阴极具有：

环状发射体，所述环状发射体材料为电子发射材料，所述环状发射体为中空环状结构；以及

支撑环座，所述支撑环座内部限定有推力器本体容置空间，所述环状发射体固定在所述支撑环座内。

可选地，在如前所述的无工质阴极中，所述环状发射体的内圈有面向所述容置空间的锥角。

可选地，在如前所述的无工质阴极中，所述环状发射体的内圈有面向所述容置空间的5度至15度的锥角。

可选地，在如前所述的无工质阴极中，所述无工质阴极具有置于所述支撑环座内的加热器以及加热器外壳，所述加热器外壳为环形带凹槽的结构，所述加热器被绕制在所述凹槽内，并且所述环状发射体安装至所述加热器外壳内使得所述加热器能够通过所述加热器外壳对所述环状发射体进行加热。

可选地，在如前所述的无工质阴极中，所述无工质阴极具有上陶瓷环及下陶瓷环，所述上陶瓷环及所述下陶瓷环均具有垂直的环形侧壁和带通孔的平面底壁从而所述上陶瓷环与所述下陶瓷环均构成凹型中空陶瓷环，所述加热器外壳、所述加热器及所述环形发射体居于其间；

并且所述下陶瓷环的环形侧壁的外径等于所述上陶瓷环的环形侧壁的内径，所述下陶瓷环安装至所述上陶瓷环从而完成对所述下陶瓷环的径向定位，所述上陶瓷环的深度与所述下陶瓷环的高度相等。

可选地，在如前所述的无工质阴极中，所述下陶瓷环的平面底壁的通孔内径小于所述环状发射体的底面外径、大于所述环状发射体的底面内径，所述上陶瓷环的平面底壁的通孔内径小于所述环状发射体的顶面外径、大于所述环状发射体的顶面内径；

所述下陶瓷环的环形侧壁的内径等于所述加热器外壳的外径从而将包裹着所述环状发射体的所述加热器外壳进行径向定位，并且所述环状发射体、所述加热器外壳的厚度等于所述上陶瓷环和所述下陶瓷环之间的凹槽的深度。

可选地，在如前所述的无工质阴极中，所述支撑环座的内侧壁上形成有内部凸起，所述内部凸起限定在所述容置空间的顶部，所述内部凸起的内径小于所述下陶瓷环的外径，并且所述支撑环座的外径等于所述上陶瓷环的外径从而能够完成对所述下陶瓷环、所述上陶瓷环、所述环状发射体及所述加热器外壳的径向定位。

可选地，在如前所述的无工质阴极中，所述无工质阴极包括上部固定环和固定底座，所述上部固定环固定在所述支撑环座的顶部，所述固定底座固定在所述支撑环座的底部，

所述上部固定环为凸型结构，所述凸型结构的凸起部分的外径与所述上陶瓷环的外径相等，所述凸型结构的底部的外径与所述支撑换座的最外部直径相等，并且所述上部固定环的凸起部分通过所述上陶瓷环将所述下陶瓷环、所述加热器、所述加热器外壳、所述环状发射体保持在所述内部凸起上，

并且，所述固定底座为环形结构，所述环形结构的外径等于所述支撑环座的最外部直径。

为了实现前述目的，根据本发明的第二方面提供了一种霍尔推力器，其中，所述霍尔推力器包括如前述第一方面中任一项所述的无工质阴极及推力器本体，所述推力器本体安装于所述固定底座并且位于容置空间内。

为了实现前述目的，根据本发明的第三方面提供了一种空间设备，其中，所述空间设备的推力器包括如前述第二方面所述的霍尔推力器。

根据本发明的无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备具有结构及安装简单、可靠性高、无工质且效率高等优点。进一步地，一些方面的霍尔推力器能够实现双重工作模式（被动与主动工作模式），并且能够根据情况在两种模式之间切换，在被动工作模式下启动时间短，无需功耗，提升了推进***的效率并节省了总功率，被动模式适用于小流浪，小推力的工作状况。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是现有技术霍尔推力器的原理图；

图2是根据本发明的无工质阴极的一个实施例的剖视示意图；

图3是图2的无工质阴极的局部示意图；

图4是图2的无工质阴极的立体示意图；

图5是包括图2的无工质阴极的霍尔推力器的剖视示意图及在主动工作模式下的线路连接图；

图6是包括图2的无工质阴极的霍尔推力器的剖视示意图及在被动工作模式下的线路连接图；以及

图7为阴极与霍尔推力器组合体的局部放大剖视图，其中示出了离子、电子、中性原子运动轨迹及相关工作机理与过程。

附图标记：A-阴极；B-阳极气体分配器；1-固定底座；2-支撑环座；3-下陶瓷环；4-上陶瓷环；5-上部固定环；6-环状发射体；7-加热器；8-加热器外壳；9-容置空间；10-内部凸起；11-阳极；12-磁线圈；13-推力器外壳。

具体实施方式

参照附图和具体实施例，下面将以示例方式来说明根据本发明的无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备的结构组成、特点和优点等，然而所有描述不应用于对本发明形成任何限制。

此外，对于在本文提及的实施方式中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施方式也是在本文的记载范围之内。

还需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图2是根据本发明的无工质阴极的一个实施例的剖视示意图。

如图中所示，该无工质阴极包括固定底座1、支撑环座2、下陶瓷环3、上陶瓷环4、上部固定环5、环状发射体6、加热器7、加热器外壳8等。该无工质阴极的整体为中空环形结构，可以外置使用于霍尔推力器，将推力器本体包裹在其中。在使用中，推力器本体可以被容置在容置空间9中。

在图示示例中，该无工质阴极具有环状发射体6和支撑环座2。

环状发射体6的材料为电子发射材料。电子发射材料环在离子的轰击作用下可以产生电子，如此产生的电子可以基本满足推力器对电子的需求，尤其适用于微小功率霍尔推力器。

在该实施例中，环状发射体6亦为中空环状结构。为了提升电子发射率，环状发射体的内圈有面向容置空间9的锥角，该锥角可以为例如5度至15度。在进一步的实施例中，该锥角可以为10度。经过这种设置，可通过牺牲小部分的束流离子来换取束流离子与环状发射体6的更大的接触面积，使轰击加热效果更为明显，从而提升电子发射率。

支撑环座2内部限定有霍尔推力器本体容置空间9，环状发射体6固定在支撑环座2内。环状发射体6与支撑环座2、上部固定环5、固定底座1电绝缘。推力器本体容置在容置空间9内，从而能够与该无工质阴极一起组合形成霍尔推进***。

如图所示，在该实施例中，无工质阴极还具有置于支撑环座2内的加热器7以及加热器外壳8。加热器外壳8为环形带凹槽的结构，加热器被绕制在凹槽内，并且环状发射体6安装至加热器外壳8内使得加热器7能够通过加热器外壳8对环状发射体6进行加热，使其达到电子发射温度。

例如，环状发射体6的外径可以等于加热器外壳8的内径，将环状发射体6安装至加热器外壳8内，完成对环状发射体6的径向定位。环状发射体6的高度可以等于加热器外壳8的厚度。

图3是图2的无工质阴极的局部示意图。从图中可以看出，加热器外壳8为截面呈U型，其凹槽在环形加热器外壳的一端开口。加热器可以通过该开口而置于凹槽内，并且通过加热器外壳的侧壁分别与环状发射体6以及其它部件隔开。

结合图2和图3可以看出，在该实施例中，无工质阴极还可以具有上陶瓷环4及下陶瓷环3。例如，下陶瓷环3与上陶瓷环4的材料可以为氮化硼陶瓷。下陶瓷还3与上陶瓷环4保证了环状发射体6与固定底座1、支撑环座2与上部固定环5等的绝缘。

如图所示，上陶瓷环4及下陶瓷环3均具有垂直的环形侧壁和带通孔的平面底壁从而上陶瓷环4与下陶瓷环3均构成凹型中空陶瓷环，上陶瓷环4和下陶瓷环3轴向开口方向相反地设置，下陶瓷环3位于上陶瓷环4的凹型中空空间内。加热器外壳8、加热器7及环形发射体6被夹置于上陶瓷环4与下陶瓷环3之间、位于由上陶瓷环4和下陶瓷环3分别的凹型中空空间共同限定的空间内。

在该实施例中，下陶瓷环3的环形侧壁的外径等于上陶瓷环4的环形侧壁的内径，下陶瓷环3安装至上陶瓷环4从而完成对下陶瓷环3的径向定位，上陶瓷环4的深度与下陶瓷环3的高度相等。在替代的实施例中，下陶瓷环3和上陶瓷环4之间可以为过盈配合，以使得二者配合牢固，作为模块便于组装。

进一步地，在图示实施例中，下陶瓷环3的平面底壁的通孔内径小于环状发射体6的底面外径、大于环状发射体6的底面内径，因而，环状发射体6能够被保持在下陶瓷环3上。上陶瓷环4的平面底壁的通孔内径小于环状发射体6的顶面外径、大于环状发射体6的顶面内径，因而，环状发射体6能够被保持在上陶瓷环4下。由此，环状发射体6被保持于上陶瓷环4与下陶瓷环3之间。

另外，下陶瓷环3的环形侧壁的内径等于加热器外壳8的外径从而将包裹着环状发射体6的加热器外壳8进行径向定位，并且环状发射体6、加热器外壳8的厚度等于上陶瓷环4和下陶瓷环3之间的凹槽的深度。在替代的实施例中，下陶瓷环3与加热器外壳8之间可以为过盈配合，从而它们可以模块化地安装在一起，以便于组装。

为了将加热器7、环状发射体6等固定于支撑环座2，支撑环座2的内侧壁上可以形成有内部凸起10，内部凸起10限定在容置空间9的顶部。内部凸起10的内径小于下陶瓷环3的外径，并且支撑环座2的外径等于上陶瓷环4的外径从而能够完成对下陶瓷环3、上陶瓷环4、环状发射体6及加热器外壳8的径向定位。

根据图示实施例，可以看出，无工质阴极包括上部固定环5和固定底座1。如图所示，上部固定环5固定在支撑环座2的顶部，固定底座1固定在支撑环座2的底部。支撑环座2、固定底座1与上部固定环5的材料可以为不锈钢。

上部固定环5与支撑环座2可以通过螺栓连接至一起，支撑环座2与固定底座1可以通过螺栓连接至一起，保证了整个阴极内部组件（例如下陶瓷环3、上陶瓷环4、上部固定环5、环状发射体6、加热器7、加热器外壳8等）的紧密连接。

上部固定环5为凸型结构，凸型结构的凸起部分的外径可以与上陶瓷环4的外径相等，凸型结构的底部的外径可以与支撑环座2的最外部直径相等，并且上部固定环5的凸起部分通过上陶瓷环4将下陶瓷环3、加热器7、加热器外壳8、环状发射体6保持在内部凸起10上，实现了对上陶瓷环4、下陶瓷环3、加热器7、加热器外壳8、环状发射体6等的轴向定位。上部固定环5的突起结构的高度加上陶瓷环4的高度可以等于支撑环座2内部至内部凸起10的凹进深度。

固定底座1为环形结构，环形结构的外径可以等于支撑环座2的最外部直径。

图4是图2的无工质阴极的立体示意图，图中示出了该无工质阴极的固定底座1、支撑环座2、上陶瓷环4、上部固定环5、环状发射体6等。从图中可以看出，该无工质阴极整体上为中空环形结构。

该无工质阴极尤其外置适用于微小功率霍尔推力器，其可以拥有无工质、低/无功率、双模式、快组装、模块化等特性中的一种或多种。

例如，具备加热器的实施例中阴极可以有主动与被动两种工作模式，且两种工作模式均无需工质即可完成电子发射。

所述被动工作模式为无功率模式，适用于小流量，对电子量需求不高的情况；在此模式下，通过推力器出射高能离子的轰击加热，来使环状发射体6发射电子，用于增强电离或用于中和束流离子；所述主动工作模式需要开启加热器7产生加热功率来对环状发射体6进行加热，适用于较大流量，对电子量需求较高的情况；在此模式下，在加热器7与出射高能离子的共同加热下，环状发射体6可发射大量电子，用于增强的电离或用于中和束流离子。

在上述两种工作模式下，均需霍尔推力器产生的高能离子对环状发射体6进行轰击加热来产生电子，用于增强电离或用于中和束流离子。在霍尔推力器中，安装在内部的推力器本体的阳极充当了常规阴极中的触持级或栅极的作用，阳极的高电位可将电子向阳极吸引并加速电子；电子流向阳极的过程中会被径向磁场束缚区束缚，并且其中做周向霍尔漂移，和来自轴向的工质气体发生电离，生成等离子体。

在本发明中阴极可根据具体的霍尔推力器的尺寸、磁场位型与束流发散角进行合理的尺寸设计及安装位置的确定，确保本发明的阴极尽可能的减少对出射束流的阻碍，且又保证出射的电子可沿磁力线在阳极高电位的吸引下顺利到达径向磁场束缚区与阳极端面，形成稳定的放电电子电流。

在被动工作模式下，该无工质阴极无需任何功率，故也无需任何启动过程；待推力器依靠原初电子起辉并产生等离子体进一步使用高能离子对环状发射体6进行轰击加热后，环状发射体6可产生电子参与电离与中和过程，使推力器的工作状态趋于稳定。

图5与图6分别是包括图2的无工质阴极的霍尔推力器及其主动与被动工作模式线路连接图的剖视示意图。

如图中所示的霍尔推力器包括阴极及推力器本体，该阴极为如前述实施例中任一项所述的无工质阴极，推力器本体安装于无工质阴极的固定底座并且位于容置空间9内。固定底座1可与待安装微小功率推力器通过螺栓连接，将推力器与本发明阴极连接到一起。从图中还可以看到霍尔推力器的阳极11、磁线圈12、推力器外壳13等。

本发明各实施例尤其适用于微小功率霍尔推力器。在选定推力器后，可以首先考虑推力器放电通道外径，确保环状发射体6的内径大致大于推力器放电通道内径，再根据推力器放电时的束流发散角与推力器磁场位型，合理设计环状发射体6内径，确保环状发射体6置于发散束流边缘，避免对束流的阻碍，且将环状发射体6置于若干条磁力线上，使出射的电子可顺利地沿磁场线向阳极迁移，减小电子迁移过程中的电阻。这样，可基本完成阴极的尺寸与定位。

另外，在正式工作前可以对线路进行布局，在主动工作模式下，如图5所示，推力器阳极11连接正高压，加热器7两端连接加热回路，且加热回路的正同时接到推力器高压负，环状发射体6接推力器高压负。这样，可以完成主动工作模式下霍尔推力器的电路连接。

另外，在正式工作前可以对线路进行布局，在被动工作模式下，如图6所示，推力器阳极11连接正高压，环状发射体6与推力器外壳13接推力器高压负。这样，可以完成被动工作模式下霍尔推力器的电路连接。

图7为阴极与霍尔推力器组合体的局部放大剖视图，其中示出了离子、电子、中性原子运动轨迹及相关工作机理与过程。

以下对三个过程D、E、F进行阐述：（A）处于羽流区最边缘的高能离子轰击环状发射体6，在离子的持续轰击与加热器的持续加热下（也可无加热，仅离子轰击），环状发射体6发射电子；（B）环状发射体6发射的电子中的一部分在阳极11高电势的吸引下向阳极运动并获得能量，并在电离区径向磁场的束缚下做周向霍尔漂移，并电离来自轴向的中性原子；（C）环状发射体6产生的另一部分电子在出射离子束流电势的吸引下向束流区下游运动，并在束流区尾部完成对离子的中和。

下面简单描述霍尔推力器的工作流程。

以下为阴极无功率被动工作模式，适用于小流量、小推力、小功率工况：（1）推力器依靠空间原初电子完成点火起辉，放电产生等离子体，其中的离子经等离子体电场与阳极电场的加速向通道外高速射出，处于羽流边缘的高能离子会轰击至环状发射体6表面，对环状发射体6进行持续轰击加热，使其产生电子；（2）环状发射体6产生的电子一部分在阳极高电位的吸引下沿磁力线向阳极迁移，获得能量加速，并在过程中被径向磁场束缚区束缚，做周向霍尔漂移，并在此过程中电离来自轴向的工质气体，将能量传递给工质气体后，向阳极做跨场漂移，达到阳极，形成阳极电子电流，另一部分电子在出射等离子体电位的吸引下向出射等离子体漂移，并和出射离子中和，完成束流的中和；（3）至此推力器进入稳定的放电模式。

在推力器流量增大，对电子需求量增大时，则需进入主动工作模式，首先开启加热器7，待环状发射体6温度到达电子发射温度后，开启推力器阳极，开始工作流程；在加热器7与高能离子的双重作用下，环状发射体6发射大量电子，满足推力器对电子的需求。其余工作过程均与前述无功率工作模式一致。

根据本发明的上述实施例可以看到，无工质阴极结构简洁、构成简单，可快速装配与更换、可节省更换流程，提升了其可靠性。另外，该无工质阴极与推力器本体的体积相仿，可有效节省功率、工质与所占用体积，节省任务成本。另外，其仅需与推力器本体进行简单的机械连接与线路连接，基本上与推力器本体独立，为单独的模块，方便装配与拆卸，且对不同功率、尺寸等参数的推力器的普适性强，可根据推力器的工作参量与磁场位型对阴极进行灵活与合理的设计。

进一步地，本发明的一个方面还提供了空间设备，其中，这种空间设备的推力器为前述各实施例的霍尔推力器，具有如上所述实施例中无工质阴极的一种。例如，这些空间设备可以包括但不限于人造卫星、空间站等。

综上所述，本发明提出了无工质阴极及包括其的霍尔推力器、空间设备，其中的无工质阴极具有如下优势，使其可尤其更适配于微小功率电推力器：（1）双重工作模式：被动与主动工作模式，被动工作模式适用于小流量工况，主动工作模式适用于大流量工作状况，且需开启加热模组；（2）被动工作模式，无需开启加热也无需工质供给，通过推力器出射高能离子的轰击加热发射电子，完全无需功率，属于被动发射阴极；（3）主动工作模式，开启加热模组但无需工质供给，通过加热模组与出射离子的双重加热来发射足量电子，属于主被动联合工作状态阴极；（4）无工质工作，依靠推力器出射的高能离子将发射体材料中的电子轰击出来，作为电离或中和电子；（5）无功率工作，在推力器小流量工况，对电子量需求较低的情况下，可转换为被动工作模式，实现无功率工作；（6）短启动时间，在被动工作模式下，依赖于原初电子，推力器可完成点火，点火后离子出射至阴极表面后在短时间内即可完成电子的发射，几乎无需启动时间；（7）结构简洁，可快速组装与更换，在实验室阶段可迅速的完成对阴极发射体材料的更换；（8）模组设计，独立于推力器设计与组装，可根据不同的推力器进行灵活的尺寸适应与变更，灵活性极强，与推力器进行机械连接与简单的电路连接即可构成完成的推力器-阴极***；（9）体积较小，基本与推力器体积一致，有效的节省了推进***的总体积。

基于上述优点，本发明可尤其适配于微小功率电推力器，可实现无工质工作，且可在特定工况下实现无功率无工质工作，大大节省了***功率与工质气体；由于其简洁与模块化的设计，有效的降低了该阴极构成与装配难度；推力器与阴极独立，低耦合，仅通过简单的机械连接与简单的线路连接即可完成***的构成，可靠性与适配性强。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于霍尔推力器的无工质阴极，其特征在于，所述无工质阴极具有：

环状发射体，所述环状发射体材料为电子发射材料，所述环状发射体为中空环状结构；以及

支撑环座，所述支撑环座内部限定有推力器本体容置空间，所述环状发射体固定在所述支撑环座内。

2.如权利要求1所述的无工质阴极，其中，所述环状发射体的内圈有面向所述容置空间的锥角。

3.如权利要求2所述的无工质阴极，其中，所述环状发射体的内圈有面向所述容置空间的5度至15度的锥角。

4.如权利要求1所述的无工质阴极，其中，所述无工质阴极具有置于所述支撑环座内的加热器以及加热器外壳，所述加热器外壳为环形带凹槽的结构，所述加热器被绕制在所述凹槽内，并且所述环状发射体安装至所述加热器外壳内使得所述加热器能够通过所述加热器外壳对所述环状发射体进行加热。

5.如权利要求4所述的无工质阴极，其中，所述无工质阴极具有上陶瓷环及下陶瓷环，所述上陶瓷环及所述下陶瓷环均具有垂直的环形侧壁和带通孔的平面底壁从而所述上陶瓷环与所述下陶瓷环均构成凹型中空陶瓷环，所述加热器外壳、所述加热器及所述环形发射体居于其间；

并且所述下陶瓷环的环形侧壁的外径等于所述上陶瓷环的环形侧壁的内径，所述下陶瓷环安装至所述上陶瓷环从而完成对所述下陶瓷环的径向定位，所述上陶瓷环的深度与所述下陶瓷环的高度相等。

6.如权利要求5所述的无工质阴极，其中，所述下陶瓷环的平面底壁的通孔内径小于所述环状发射体的底面外径、大于所述环状发射体的底面内径，所述上陶瓷环的平面底壁的通孔内径小于所述环状发射体的顶面外径、大于所述环状发射体的顶面内径；

所述下陶瓷环的环形侧壁的内径等于所述加热器外壳的外径从而将包裹着所述环状发射体的所述加热器外壳进行径向定位，并且所述环状发射体、所述加热器外壳的厚度等于所述上陶瓷环和所述下陶瓷环之间的凹槽的深度。

7.如权利要求5所述的无工质阴极，其中，所述支撑环座的内侧壁上形成有内部凸起，所述内部凸起限定在所述容置空间的顶部，所述内部凸起的内径小于所述下陶瓷环的外径，并且所述支撑环座的外径等于所述上陶瓷环的外径从而能够完成对所述下陶瓷环、所述上陶瓷环、所述环状发射体及所述加热器外壳的径向定位。

8.如权利要求7所述的无工质阴极，其中，所述无工质阴极包括上部固定环和固定底座，所述上部固定环固定在所述支撑环座的顶部，所述固定底座固定在所述支撑环座的底部，

所述上部固定环为凸型结构，所述凸型结构的凸起部分的外径与所述上陶瓷环的外径相等，所述凸型结构的底部的外径与所述支撑换座的最外部直径相等，并且所述上部固定环的凸起部分通过所述上陶瓷环将所述下陶瓷环、所述加热器、所述加热器外壳、所述环状发射体保持在所述内部凸起上，

并且，所述固定底座为环形结构，所述环形结构的外径等于所述支撑环座的最外部直径。

9.一种霍尔推力器，其特征在于，所述霍尔推力器包括如前述权利要求8所述的无工质阴极及推力器本体，所述推力器本体安装于所述固定底座并且位于容置空间内。

10.一种空间设备，其特征在于，所述空间设备的推力器包括如前述权利要求9所述的霍尔推力器。

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