电推进因其喷气速度高可以大量节省在轨卫星的燃料,因此现已被广泛应用于升轨与离轨、阻力补偿和卫星组网等空间任务,寿命需求在几千到数万小时之间。空心阴极作为电子源与中和器,是现有两款主流电推进霍尔和离子推力器的核心部组件元器件,空心阴极的失效和性能衰减都将直接导致推进系统的报废。空心阴极依靠羽流区与电推进耦合工作,并把电子从空心阴极内部传导出来进入进入电推进的离子喷流区,因此空心阴极羽流参数分布非常重要,直接影响电子与离子的中和以及推力器的性能,急需开展空心阴极羽流区的等离子体参数以及测量方法及参数特性变化研究。本文基于上述要求开展了空心阴极羽流区等离子体的朗缪尔单探针及发射光谱诊断研究,主要内容如下:首先针对空心阴极羽流特性对比分析了采用朗缪尔探针和发射光谱两种方法的诊断机理,重点介绍了朗缪尔探针测量的动力学模型,主要是基于单粒子方法分析了带电粒子对探针吸收电场的影响,同时分析了鲍姆边界模型,获得了采用离子电流和电子温度计算等离子体密度的方法,使探针法测算空心阴极羽流区等离子体参数更加准确。针对光谱法测量等离子体参数,分析了氙原子的碰撞激发辐射模型,以及根据该模型计算等离子体参数的方法,同时对比了不同碰撞辐射截面,分析了气使用范围和可用性。为后续两种方法的应用提供了理论支撑。其次针对空心阴极羽流测量需求,对测试平台进行了改进,包括优化了穿舱的过真空光谱接头以及朗缪尔探针的电路结构等,重点对比和分析了了多种探针的测量电路和伏安特性采集方法。针对羽流区发射光谱,重点分析了氙离子的激发过程和主要的反应关系式,采用碰撞辐射模型,利用氙原子788.7nm,823.2nm,828.0nm,881.9nm谱线的强度信息,通过多谱线比拟合的方法来计算空心阴极羽流区的电子温度等参数,为后续等离子体参数的测量提供了良好的实验条件支撑。在理论与平台构建完成的基础上,针对小尺寸空心阴极羽流区的稳态放电工况开展了等离子体参数的朗缪尔探针和发射光谱的测量诊断。首选是针对典型的朗缪尔探针数据进行了参数的处理,包括数据拟合,半对数拟合以及一阶和二阶导数计算电子分布函数等,并获得了不同工况下空心阴极羽流区等离子体参数（空间电位、电子温度、等离子体密度）的典型值,以及随电流、流量的变化规律。其次采用光谱法采集了氙工质下空心阴极羽流区的典型发射光强分布,并获得了不同工况下光谱强度的分布规律,根据此信息得到了大尺寸空心阴极不同谱线强度在不同工况下的能级比例关系,以及电子温度等信息。两种测量方法得到的电子温度结果基本接近,在额定的工作范围内基本保持不变,这符合电推进对空心阴极参数宽范围、高稳定度的应用需求。