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龙图腾网获悉兰州空间技术物理研究所申请的专利一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115510678B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211276302.2，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法是由石明;郭德洲;李娟;耿海;贾艳辉;赵以德;王彦龙;李建鹏设计研发完成，并于2022-10-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法在说明书摘要公布了：本申请涉及航天空间电推进技术领域，具体而言，涉及一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法，包括：步骤1：根据栅极的最佳导流系数，确定栅极的束流直径；步骤2：根据栅极的球面半径和栅极的束流直径的最佳比值，确定栅极的拱高；步骤3：根据栅孔离子光学偏转原理，确定栅极的栅孔轴线相对偏心距；步骤4：通过束流发散角测量试验进行校核，得到最优化的栅极栅孔偏心设计；步骤5：完成球面栅极的整体设计。本申请针对氙离子推力器栅极的工作及应用特点，利用栅极栅孔离子导流和离子光学偏转原理，可使栅极截获电流束电流≤0.5％，且束流发散半角≤15°，解决了现有大口径离子推力器球面栅极束流发散问题，同时降低其设计成本和应用成本。

本发明授权一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法在权利要求书中公布了：1.一种可降低束流发散角的球面栅极设计方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：根据栅极的最佳导流系数，确定栅极的束流直径； 在栅极最佳导流系数下，栅极的束流直径DB根据如下公式获得： ， 其中：T表示推力，ηm表示工质利用率，Isp表示比冲，由离子推力器推进分系统直接给出；lg表示栅间距，ts表示屏栅厚度，ds表示屏栅孔径，Vt表示总加速电压，由指标分解得出； 步骤2：根据栅极的球面半径和栅极的束流直径的最佳比值，确定栅极的拱高； 栅极的拱高h根据如下公式获得： D B 2+4h2=8Rh 其中：DB为栅极的束流直径，R为栅极的球面半径； 步骤3：根据栅孔离子光学偏转原理，确定栅极的栅孔轴线相对偏心距； 栅极的栅孔轴线相对偏心距τθ根据如下公式获得： ， 其中：ta表示加速栅厚度，由指标分解得出；da表示加速栅孔径；θ表示球面栅极栅孔所在方位角；kθ表示与θ相关的离子光学偏转系数，根据Poisson方程求解得出，范围在0.25~0.35； 步骤4：通过束流发散角测量试验进行校核，得到最优化的栅极栅孔偏心设计； 步骤5：完成球面栅极的整体设计。

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