Impact of axial instabilities on ion energy distribution function in Hall thruster: time-resolved RPA measurements
Impact des instabilités axiales sur les fonctions de distribution en énergie des ions dans un propulseur de Hall : Mesures RPA résolues temporellement.
Résumé
This paper presents a technique for reconstructing the temporal evolution of ion distribution functions in a Hall thruster (HT) from ion currents measured with a retarding potential analyzer (RPA). The method involves averaging discharge oscillations and temporally realigning them based on discharge current maxima. The technique was applied to ion currents from the ID-Hall 2 experimental thruster, successfully reconstructing the time-dependent ion distribution function (TIDF) in stable plasma oscillation regimes. The results indicate that deformations in the integrated ion distribution function (IDF) can be attributed to the IDF's temporal evolution over a characteristic time equal to the breathing mode oscillation period. This finding suggests potential uncoordinated displacement of ionization and acceleration zones within the discharge. However, the technique is limited in resolving higher-frequency oscillations due to their irregularity.
Cet article présente une méthode de reconstruction de l'évolution temporelle des fonctions de distribution des ions dans un propulseur à courant de Hall à partir de courants ioniques mesurés avec un analyseur électrostatique à champ répulsif (RPA). La technique consiste à calculer la moyenne des oscillations de la décharge et à les réaligner temporellement en fonction des maxima du courant de décharge. Cette méthode a été appliquée aux courants ioniques du propulseur expérimental ID-Hall 2, permettant de reconstruire avec succès la fonction de distribution des ions en fonction du temps (FDTI) dans des régimes d'oscillation du plasma quasi-périodique. Les résultats montrent que les déformations observées sur la fonction de distribution des ions intégrée dans le temps peuvent être attribuées à l'évolution temporelle de la FDI sur un temps caractéristique égal à la période d'oscillation du mode de respiration (breathing mode ; BM), suggérant un possible déplacement non coordonné des zones d'ionisation et d'accélération dans la décharge. Cependant, la technique est inadaptée dans la résolution des oscillations à plus haute fréquence (>f(BM)) en raison de leur irrégularité.
Domaines
Plasmas
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