JP2014173534A - Microwave power source starting power-up circuit used for small-sized low power consumption ion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小型・軽量化が求められる超小型衛星等において、そのミッション遂行のために必要な軌道制御を遂行するためのイオンエンジン、それも特に小型低消費電力イオンエンジンに用いられるマイクロ波電源の起動時パワーアップ回路に関し、さらに詳しくは、放電開始時には定常状態よりも高い電力のマイクロ波電力を出力し、定常状態となった場合にはマイクロ波電力を低下させて電力の省力化を図ることができるマイクロ波電源の起動時パワーアップ回路に関する。 The present invention relates to an ion engine for performing orbit control necessary for performing a mission in a micro-satellite or the like that is required to be small and light, especially a microwave power source used for a small and low power consumption ion engine. In more detail, the power-up circuit at the time of start-up outputs microwave power that is higher than the steady state at the start of discharge, and when the steady state is reached, the microwave power is reduced to save power. The present invention relates to a power-up circuit at the start-up time of a microwave power source.
イオンエンジンは、推進剤、例えば、キセノンガスを直流放電やマイクロ波放電によってプラズマ化し、プラズマ化した陽イオン(キセノンイオン)に電圧をかけて放出することにより推力を得る電気推進システムであり、人工衛星等の軌道制御や姿勢制御に利用されている。従来のイオンエンジンの概略構成を図3に示す。進剤貯蔵タンク11にはキセノンガス等の推進剤が高圧で貯蔵されており、推進剤は配管17を介して一旦低圧タンク13に送られ、さらに低圧タンク13からスラスタバルブ19を介してイオン源3のプラズマ生成室3a及び中和器5のプラズマ生成室5aへ送られるようになっている。高圧タンク11と低圧タンク13との間の配管17には圧力調整用の調圧バルブ15が配置され、また、スラスタバルブ19の上流側には推進剤の流量を制御する流量制限器18が配置されている。そして、配管17はイオン源3及び中和器5にそれぞれ連通されている。
An ion engine is an electric propulsion system that obtains thrust by converting a propellant, for example, xenon gas into plasma by direct current discharge or microwave discharge, and applying a voltage to the plasmaized cations (xenon ions) to release the thrust. It is used for orbit control and attitude control of satellites. A schematic configuration of a conventional ion engine is shown in FIG. A propellant such as xenon gas is stored in the
一方、イオン源3のプラズマ生成室3a及び中和器5のプラズマ生成室5aには同軸ケーブル40によってそれぞれマイクロ波電源30と接続されており、
マイクロ波電源30で発生させたマイクロ波が同軸ケーブル40を介してプラズマ生成室3a,5aへそれぞれ供給されて推進剤がプラズマ化される。また、イオン源3のプラズマ生成室3aで生成された電子は図示しない配線により中和器5のプラズマ生成室5aへ運ばれるようになっている。
On the other hand, the
Microwaves generated by the
イオン源3には、プラズマ生成室3aで生成されたイオンを加速するイオン加速部4が設けられており、このイオン加速部4はスクリーングリッド4aと、アクセルグリッド4bを備えている。プラズマ生成室3a側に面してスクリーングリッド4aが配置されており、スクリーングリッド4aは直径0.5〜5.0mm程の開口(ホール)が多数穿設されたメッシュ状の部材である。また、スクリーングリッド4aと隣接して配置された外側のアクセルグリッド4bは、スクリーングリッド4aのホール径の半分程の孔径(直径1mm程の開口(ホール))が多数穿設されたメッシュ状の部材である。そして、このスクリーングリッド4aとアクセルグリッド4bのホール中心が合致するように相互に位置決めされて配置されている。スクリーングリッド4aのホールサイズはアクセルグリッド4bのホールサイズよりも大きく形成されているが、これは開口面積比率を高めて多数のイオンを抽出し外部に加速・放出するためである。尚、アクセルグリッド4bの後方にもう1枚のグリッド(ディセルグリッド)を設ける場合もある。
The
そして、スクリーングリッド4aには電源ユニット7からプラスの電圧を印加し、アクセルグリッド4bには電源ユニット7からマイナスの電圧を印加することにより、プラズマ化されたプラスのイオンがアクセルグリッド4bの静電力によって引き寄せられて加速され、イオンビームとして外部へ放出される。
Then, a positive voltage is applied from the power supply unit 7 to the
一方、プラスのイオンだけを放出していると人工衛星側がマイナスに帯電し、せっかく放出したプラスのイオンが人工衛星側に戻ってきてしまって推力にならなくなってしまうことから放出されるイオンビームと同量の電子によってイオンビームを電気的に中和し、イオンエンジンの帯電を防止するために中和器5が設けられている。そのため、中和器5にも推進剤を供給して電源ユニット7によってマイナスの電圧が印加されるようになっている。中和器5のプラズマ生成室5aで生成されたプラスのイオンの一部は電子と一緒に放出されるが、残りのプラスのイオンはイオン源3のプラズマ生成室3aから運ばれた電子と結合して再び中性のキセノンに戻り、さらにマイクロ波電源30から供給されるマイクロ波によって再びプラズマ化されてリサイクルされる。
On the other hand, if only positive ions are emitted, the satellite side will be negatively charged, and the positive ions released will return to the satellite side and become thrust, so that the emitted ion beam A neutralizer 5 is provided to electrically neutralize the ion beam with the same amount of electrons and prevent charging of the ion engine. Therefore, a propellant is also supplied to the neutralizer 5 and a negative voltage is applied by the power supply unit 7. Some of the positive ions generated in the
ここで、マイクロ波放電式のイオンエンジンの小型化において推進剤のプラズマ化に関する技術としては、例えば、特許文献1がある。特許文献1は、マイクロ波放電式のイオンエンジンにおいて、1つのプラズマ源をイオン源と電子源のどちらとしても作動できるようにしてイオンエンジンの小型化を達成しようとするものである。
また、特許文献2は、マイクロ波によってサイクロトロン共鳴を生起させることによりプラズマを生成し、イオンエンジンとして使用するプラズマ生成のための技術を開示している。
Here, for example, Patent Document 1 discloses a technique related to the plasma formation of a propellant in miniaturization of a microwave discharge ion engine. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151561 aims to achieve a reduction in size of an ion engine by enabling a single plasma source to operate as both an ion source and an electron source in a microwave discharge ion engine.
Patent Document 2 discloses a technique for generating plasma that is used as an ion engine by generating plasma by generating cyclotron resonance with microwaves.
小型衛星に搭載するマイクロ波をエネルギーとしたイオンエンジンは推進剤として主にキセノンが使用されるが、推進剤のプラズマ化を確実に開始する際には低常時のマイクロ波出力よりも大きい電力を必要とする。
しかしながら、従来のイオンエンジンは、放電開始時に必要なマイクロ波電力によって放電が開始されて推進剤のプラズマ化が開始された後においてもマイクロ波電力を低減することなく供給していた。そのため、定常状態において必要以上の電力が供給されることとなり電力を無駄に消費していたという問題があった。特に電力収支が厳しい小型衛星では電力の無駄は極力排除されなければならない。この点、上記特許文献1、2においてもかかる課題についての認識は示されていない。
Xenon is mainly used as a propellant for ion engines powered by microwaves on small satellites. However, when starting the plasma of propellants with certainty, it requires more power than the low-frequency microwave output. I need.
However, the conventional ion engine supplies the microwave power without reducing it even after the discharge is started by the microwave power required at the start of the discharge and the plasma of the propellant is started. Therefore, there is a problem that more power than necessary is supplied in a steady state and power is consumed wastefully. Especially for small satellites with severe power balance, waste of power must be eliminated as much as possible. In this respect, the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 do not show recognition of such a problem.
そこで、本発明は、かかる従来の技術における問題点に鑑みなされたもので、イオンエンジンにおける初期の確実なプラズマ着火を確保すべく放電が開始される数十ミリ秒から数秒の間のみにプラズマ化に十分な電力を供給し、安定な放電状態に移行した後は、マイクロ波電力を低減して電力消費を抑制する小型低消費電力イオンエンジンに用いるマイクロ波電源の起動時パワーアップ回路を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the prior art, and it is converted into plasma only during several tens of milliseconds to several seconds when discharge is started in order to ensure the initial reliable plasma ignition in the ion engine. Provide a power-up circuit at the start-up of a microwave power source used in a small, low-power ion engine that reduces microwave power and suppresses power consumption after a sufficient amount of power is supplied and after transition to a stable discharge state For the purpose.
上記課題を解決するために請求項1に記載の本発明は、マイクロ波を発生するマイクロ波発振回路部と、前記マイクロ波発振回路部から出力されたマイクロ波を適切な信号レベルに減衰させる減衰器の起動時から所定の時間までの間の減衰量を定常時の減衰量よりも小さくなるように制御する制御回路とを備えて構成されていることを特徴とする小型低消費電力イオンエンジン用マイクロ波電源の起動時パワーアップ回路を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention according to claim 1 is directed to a microwave oscillation circuit unit that generates a microwave, and an attenuation that attenuates the microwave output from the microwave oscillation circuit unit to an appropriate signal level. And a control circuit for controlling the attenuation amount from the time of starting the reactor to a predetermined time to be smaller than the attenuation amount in a steady state. Provide a power-up circuit at start-up of a microwave power source.
上記課題を解決するために請求項2に記載の本発明は、推進剤をプラズマ化するためのマイクロ波電力を発生させるマイクロ波電源の前段に設けられたマイクロ波発振回路部から出力されたマイクロ波を適切な信号レベルに減衰させる減衰器を配置すると共に、前記減衰器に接続されて該減衰器におけるビットのHi/Lowにより減衰量を制御可能な減衰量制御回路を設け、イオンエンジン起動時には前記減衰器の減衰量を小さくすることにより前記マイクロ波電源の終段に設けられたマイクロ波電力増幅回路への入力を増加制御してマイクロ波電力の出力を上げ、前記減衰器の起動時から所定時間が経過して前記イオンエンジンが安定放電状態に至った場合には前記減衰器の減衰量を大きくすることにより前記マイクロ波電力増幅回路へのマイクロ波電力の出力を減少制御してイオンエンジンにおけるマイクロ波電力の出力を下げるようにパワー制御可能としたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention described in claim 2 is directed to a microwave output from a microwave oscillation circuit unit provided in a preceding stage of a microwave power source that generates microwave power for converting a propellant into plasma. An attenuator that attenuates the wave to an appropriate signal level is disposed, and an attenuation control circuit that is connected to the attenuator and can control the attenuation by Hi / Low of the bit in the attenuator is provided. By reducing the attenuation amount of the attenuator, the input to the microwave power amplifier circuit provided at the final stage of the microwave power supply is controlled to increase the output of the microwave power. When the ion engine reaches a stable discharge state after a predetermined time has elapsed, the attenuation amount of the attenuator is increased to the microwave power amplifier circuit. Reduced control the output of the microwave power, characterized in that the power control can to lower the output of the microwave power in the ion engine.
上記課題を解決するために請求項3に記載の本発明は、請求項2に記載の小型低消費電力イオンエンジン用マイクロ波電源の起動時パワーアップ回路において、前記減衰器の減衰量を定常時よりも小さくする時間を調整可能とする制御回路を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention described in
本発明に係る小型低消費電力イオンエンジン用マイクロ波電源の起動時パワーアップ回路によれば、イオンエンジンの起動時の初期着火時の所定の短い時間の間のみマイクロ波電力の出力を高めることにより推進剤の確実なイオン化(プラズマ化)を開始させ得ることができると共に、イオンエンジンが安定な放電状態(プラズマ化状態)となった定常的な運用状態では減衰器の減衰率を高めることでマイクロ波電力の出力を低くすることでイオンエンジンの定常時の電力消費を大幅に抑制することができるという効果がある。 According to the start-up power-up circuit of the microwave power source for the small-sized and low-power ion engine according to the present invention, by increasing the output of the microwave power only for a predetermined short time at the initial ignition at the start-up of the ion engine. Proper ionization (plasmaization) of the propellant can be started, and in a steady operation state where the ion engine is in a stable discharge state (plasma state), the attenuation rate of the attenuator is increased to increase the micro By reducing the output of the wave power, there is an effect that the power consumption of the ion engine during steady state can be significantly suppressed.
また、小型低消費電力イオンエンジンであってもエンジン起動時に確実に推進剤のイオン化によるプラズマ着火を生起させ、以後、定常的な加速フェーズに至ると省電力下の最適なマイクロ波出力で所望のエンジン推力を継続的に維持できるという効果がある。 In addition, even in a small and low power ion engine, plasma ignition due to ionization of the propellant is surely generated when the engine is started, and after that, when the steady acceleration phase is reached, the desired microwave output with power saving can be achieved with the desired microwave output. There is an effect that the engine thrust can be continuously maintained.
以下、本発明に係る小型低消費電力イオンエンジン用マイクロ波電源の起動時パワーアップ回路の構成と作用を、同回路が組込まれた小型低消費電力イオンエンジンのシステムにおける好ましい一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る小型低消費電力イオンエンジン用マイクロ波電源の起動時パワーアップ回路が組み込まれた小型低消費電力イオンエンジンの構成を詳示するシステム構成図である。尚、従来のイオンエンジンと同様の構造部分については図3と同じ符号を付し説明を省略する。 Hereinafter, the configuration and operation of the startup power-up circuit of the microwave power source for a small-sized and low-power-consumption ion engine according to the present invention will be described with reference to a preferred embodiment in a small-sized and low-power-consumption ion engine system incorporating the circuit. This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a system configuration diagram showing in detail the configuration of a small low power consumption ion engine incorporating a power-up circuit at startup of a microwave power source for a small low power consumption ion engine according to the present invention. In addition, about the structure part similar to the conventional ion engine, the same code | symbol as FIG. 3 is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
初めに、図1に示すように、小型低消費電力イオンエンジン1(以下、単に「イオンエンジン1」という。)は、キセノンガス等の推進剤を、例えば、約7Mpaの高圧下で貯蔵する推進剤貯蔵タンク11と、推進剤を例えば0.03Mpaの低圧下で貯蔵する低圧タンク13を備えており、推進剤貯蔵タンク11と低圧タンク13との間の配管17には圧力調整用の調圧バルブ15が配置されている。そして、推進剤は低圧タンク13からスラスタバルブ19を介してイオン源3のプラズマ生成室3a及び中和器5のプラズマ生成室5aへ送られるようになっており、スラスタバルブ19の上流側には推進剤の流量を制御する流量制限器18が配置されている。
First, as shown in FIG. 1, a small and low power consumption ion engine 1 (hereinafter simply referred to as “ion engine 1”) propulsion that stores a propellant such as xenon gas under a high pressure of about 7 Mpa, for example. A
イオン源3のプラズマ生成室3a及び中和器5のプラズマ生成室5aは真空と直結しているため、低圧タンク13の圧力に応じた流量で推進剤が流入する。そして、流量制限器18によって圧力と流量の関係が決定され、スラスタバルブ19の開閉によって推進剤の供給のオン/オフ制御が実行される。また、イオンエンジン1は、イオン源3のプラズマ生成室3a及び中和器5のプラズマ生成室5aへマイクロ波電力を供給するマイクロ波電源30を備えており、さらにマイクロ波電源30から出力されたマイクロ波電力を2系統へ分配する2分配器37を備えている。2分配器37によって分配されたマイクロ波電力は整合用のアイソレータ38a、38bへそれぞれ送出され、これらのアイソレータ38a、38bがイオンエンジン1のイオン源3及び中和器5へそれぞれ所定の出力レベルへ増幅されたマイクロ波電力を供給するように構成されている。また、調圧バルブ15、流量制限器18、スラスタバルブ19及び後述する誘電体発振回路31、減衰量制御回路34はコントローラ50によってその動作が制御されるようになっている。
Since the
次に、本発明の要部となるマイクロ波電源30と、このマイクロ波電源30に備えられたれたエンジン起動時におけるマイクロ波電力の出力をパワーアップし、定常的な加速フェーズにおいてはマイクロ波出力を低下させ得るマイクロ波電源のパワーアップ回路について以下に詳述する。
Next, the
既出のマイクロ波電源30は、概略として、マイクロ波を発生するマイクロ波発振回路部30aと、マイクロ波発振回路部30aから出力されたマイクロ波を適切な信号レベルに減衰させる減衰器33と、減衰器33からの出力を所定の出力まで増幅するマイクロ波増幅回路部30bを備えて構成されている。マイクロ波発振回路部30aは、基本周波数のマイクロ波を発生する誘電体発振回路31と、この誘電体発振回路31の発振周波数を安定化させる緩衝増幅器32を備えている。また、減衰器33には減衰量のコントロールを可能とする減衰量制御回路34が設けられている。尚、減衰器33としては、例えば、6ビットデジタル減衰器等が利用される。マイクロ波増幅回路部30bは、前置増幅器35と終段増幅器36を備えて構成されている。
The aforementioned
誘電体発振回路31で発振されたマイクロ波は緩衝増幅器32により発振周波数が安定化された状態で減衰器33によって所定のレベルまで減衰される。このとき、減衰器33の起動時、すなわち、イオン源3のプラズマ生成室3a及び中和器5のプラズマ生成室5aへマイクロ波電力の供給を開始した時の減衰量は減衰量制御回路34によってあらかじめ定めた定常時の減衰量よりも小さくなるように制御する。具体的には、減衰量制御回路34は減衰器33の起動時には、例えば、TTL(transistor-transistor logic)レベルで“Hi”レベルを保ち、一定時間経過後は“Low”レベルに移行するように減衰器33の制御を行う。“Hi”から“Low”への移行時間は数十ミリ秒から数秒の範囲で選択可能であり、例えば、トランジスタ回路のベースに挿入した積分回路でコレクタ電流をON/OFFすることで減衰器33のビットを制御する。これにより、プラズマ着火が確実に行われ、プラズマ化が安定した定常状態となるまでの時間をあらかじめ設定しておくことができる。このように、減衰器33を制御することにより、イオンエンジン1の起動時にプラズマ化に十分な電力が供給されて確実なプラズマ着火を確保すると共に、安定な放電状態に移行した後は供給するマイクロ波電力が低減されるので電力消費が抑制されることになる。
The microwave oscillated by the dielectric oscillation circuit 31 is attenuated to a predetermined level by the
図1を再度参照すると、イオン源3のプラズマ生成室3a及び中和器5のプラズマ生成室5aには、既述のように推進剤タンク11に充填されたキセノンガス等の推進剤が管路17を経てそれぞれに供給されるようになっており、プラズマ生成室3a及びプラズマ生成室5aに供給された推進剤にアイソレータ38a、38bを介して出力された所定出力のマイクロ波を衝突させてイオン化ないしプラズマ化が行われる。
Referring again to FIG. 1, the propellant such as xenon gas filled in the
尚、イオン源3では加速領域でプラズマ化された推進剤、例えば、キセノンイオンが加速されてスクリーングリッド4a、4bを経てイオンビームとして噴射される。このキセノンイオン噴射の反力がイオンエンジン出力として利用される。他方、中和器5ではキセノンイオンが収集、除去することによって生成された電子「e−」が噴射される。これにより、イオン源3から噴射されたキセノンイオンを中和器5から噴射された電子ビームによって電気的に中和して人工衛星側がマイナスに帯電することを防止する。
In the
次に、パワーアップ回路を備えたマイクロ波電源のマイクロ波出力と小型消費電力イオンエンジンの作動フェーズとの関係について説明する。図1における終段部のマイクロ波増幅回路部30bから出力されて2分配器37へ入力されるマイクロ波のパワーレベルを図示のように“A”と表示すると、本発明においては、このパワーレベル“A”は、図2に示すような制御が行われる。すなわち、イオンエンジン1のイオン源3において実行されるプラズマ化に着目した場合、イオンエンジン起動フェーズ、つまりイオンエンジン1の着火時には確実にプラズマ着火が行われるように、2分配器37からアイソレータ38aを経て入力されるマイクロ波出力のパワーレベル“A”は高レベルに維持される。そして、イオンエンジン1が始動フェーズ状態を経て定常的な加速フェーズ(定常状態)に入るタイミングに達したときは、同アイソレータ38aを経てイオン源3に入力されるマイクロ波出力のパワーレベル“A”をその定常的な加速フェーズで作動するイオンエンジン1の作動状態に最も適したパワーレベルまで減衰器33及び減衰器33に接続された減衰量制御回路34の両者の作用によって図2に示すように低下させるものである。この際、イオンエンジン1の始動フェーズから定常的な加速フェーズに入る時期は、図2に示す時間t1を数十ミリ秒から数秒までの時間範囲で選択設定することが好ましく、これは上記のようにコントローラ50からの指令信号を用いて選択設定することができる。
Next, the relationship between the microwave output of the microwave power source provided with the power-up circuit and the operation phase of the small power consumption ion engine will be described. When the power level of the microwave output from the final stage microwave amplifying
すなわち、推進剤の初期イオン化による着火時にはマイクロ波出力のパワーレベル“A”をマイクロ波増幅回路部30bの増幅作用を経て増加させ、初期着火時期から一定の選択設定された時間範囲を経過後、イオンエンジン1における推進剤のイオン化が安定する定常加速フェーズに達するとマイクロ波のパワーレベル“A”を始動時着火レベルよりも低下させるのである。これによって初期エンジン始動時以外はマイクロ波の出力は低下した状態に維持され、イオンエンジンの作動が安定して継続的に維持されるので、マイクロ波出力による電力消費の節減を十分に図ることが可能となる。
That is, at the time of ignition by the initial ionization of the propellant, the power level “A” of the microwave output is increased through the amplification action of the microwave
尚、初期のイオンエンジン始動フェーズから定常的な加速フェーズに入る図2に示す時間t1を数十ミリ秒から数秒までの時間範囲で選択設定するには、コントローラ50からの入力指令に応じて作動される減衰量制御回路34を介して減衰器33の減衰量を制御する際に、減衰量制御回路34においてトランジスタ回路と同トランジスタ回路のベースに挿設した積分回路とでコレクタ電流をON/OFF制御し、これによって減衰器33のビットを制御して同減衰器33の減衰量を低下又は増加する等の構成等とすることができる。
In order to select and set the time t 1 shown in FIG. 2 from the initial ion engine start phase to the steady acceleration phase in the time range from several tens of milliseconds to several seconds, according to an input command from the
すなわち、イオンエンジン1の初期イオン着火時には減衰器33の減衰量をTTLレベルで“Hi”に保持して減衰量を予め選定して定めたイオンエンジンの定常的作動状態の減衰量より低下させるようにし、このような低下した減衰量のマイクロ波を減衰器33の出力端から出力し、次いでマイクロ波増幅回路部30bで増幅すれば、初期イオン着火時点には大きなマイクロ波出力を確保することができる。そして、既述した予め選定した所定時間(図2に示す数十ミリ秒〜数秒の間の選定時間t1)後に、減衰器33の減衰量をイオンエンジンの定常作動状態における減衰量、つまり、“Low”レベルへ復帰させて減衰量を回復増大させれば、次段のマイクロ波増幅回路部へのマイクロ波出力は上記初期イオン着火時よりも低減され、イオンエンジン1のイオン源3及び中和器5(図1参照)へ送出されるマイクロ波電力が低減されることになる。これにより、イオンエンジン1における電力消費の低減を図ることが可能なマイクロ波電源30が実現される。
That is, at the time of initial ion ignition of the ion engine 1, the attenuation amount of the
以上のように、本発明によれば小型低消費電力型イオンエンジンにおける推進剤のプラズマ化を行うためのマイクロ波電源においてその出力増強制御可能なパワーアップ回路が設けられることから、小型又は超小型人工衛星や宇宙探査機に搭載される低消費電力型イオンエンジンの電力消費を低減させることができ、また、イオンエンジン自体の長寿命化と安定化を図り、ひいては電力収支の厳しい小型又は超小型人工衛星においても所望とされる達成使命ないしミッションの遂行をより確実化し、ミッション遂行上の信頼性をより一層向上させることができる。 As described above, according to the present invention, since a power-up circuit capable of controlling the output increase is provided in the microwave power source for converting the propellant into plasma in a small low power consumption type ion engine, it is small or ultra-small. The power consumption of low-power ion engines mounted on satellites and space probes can be reduced, and the life and stability of the ion engines themselves can be extended, resulting in a compact or ultra-compact power balance. Even in an artificial satellite, a desired achievement mission or mission execution can be further ensured, and reliability in mission execution can be further improved.
1 小型低消費電力イオンエンジン
3 イオン源
4 イオン加速部
5 中和器
7 電源ユニット
10 プラズマ着火用ガス供給システム
11 推進剤タンク
13 低圧タンク
15 調圧バルブ
17 配管
18 流量制限器
19 スラスタバルブ
30 マイクロ波電源
30a マイクロ波発振回路部
30b マイクロ波増幅回路部
31 誘電体発振回路
32 緩衝増幅器
33 減衰器
34 減衰量制御回路
35 前置増幅器
36 終段増幅器
37 2分配回路
50 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Small low power
Claims (3)
前記マイクロ波発振回路部から出力されたマイクロ波を適切な信号レベルに減衰させる減衰器の起動時から所定の時間までの間の減衰量を定常時の減衰量よりも小さくなるように制御する制御回路と、
を備えて構成されていることを特徴とする小型低消費電力イオンエンジン用マイクロ波電源の起動時パワーアップ回路。 A microwave oscillation circuit for generating microwaves;
Control for controlling the attenuation amount from the start of the attenuator for attenuating the microwave output from the microwave oscillation circuit unit to an appropriate signal level to a predetermined time to be smaller than the attenuation amount at the steady state Circuit,
A power-up circuit at startup of a microwave power source for a small, low-power ion engine, characterized by comprising:
前記減衰器の減衰量を定常時よりも小さくする時間を調整可能とする制御回路を備えていることを特徴とする小型低消費電力イオンエンジン用マイクロ波電源の起動時パワーアップ回路。 In the power-up circuit at the time of starting of the microwave power source for the small-sized and low power consumption ion engine according to claim 2,
A start-up power-up circuit for a microwave power source for a small, low-power ion engine, comprising a control circuit capable of adjusting a time during which the amount of attenuation of the attenuator is smaller than that during normal operation.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016093269A1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社ダイヘン | High-frequency power source |
-
2013
- 2013-03-11 JP JP2013048155A patent/JP2014173534A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016093269A1 (en) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社ダイヘン | High-frequency power source |
JPWO2016093269A1 (en) * | 2014-12-12 | 2017-04-27 | 株式会社ダイヘン | High frequency power supply |
CN107006113A (en) * | 2014-12-12 | 2017-08-01 | 株式会社达谊恒 | High frequency electric source |
JP2017201630A (en) * | 2014-12-12 | 2017-11-09 | 株式会社ダイヘン | High-frequency power source |
US10192721B2 (en) | 2014-12-12 | 2019-01-29 | Daihen Corporation | High-frequency power source |
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