临近空间和低地球轨道(海拔高度范围:30-300km)在国民经济建设和国防建设等方面具有广泛而巨大的应用价值,因而一直是各国关注和竞相开发的热点。临近空间飞行器和LEO卫星是开发和利用临近空间与低地球轨道资源的主要工具。而推进系统的研究开发是临近空间飞行器和LEO卫星设计中的重要一环,与其在轨工作周期息息相关。考虑到该空域的气压条件,本文以一种基于沿面单介质阻挡(SDBD)放电作为等离子体源并以空气作为工质的电推进系统作为研究对象,对其在低气压下的推力性能进行了研究,并对其进气装置进行概念设计。本文根据沿面单介质阻挡放电的电推力器低气压下变参数试验研究方案的要求,以实验室的真空试验舱系统为基础,搭建了低气压试验系统,确定了以放电参数测量和推力测量为核心的推力器性能参数测量方案,设计加工了一系列不同设计参数的试验样机以供变参数试验研究使用。首先,本文对基于SDBD放电的电推力器在低气压下的基本推力性能进行了研究:通过测量获得了推力器放电电压和放电电流的数据,并通过计算得出了其放电工作时消耗的功率;通过测量获得了低气压下以推力和效率(推力功率比)为代表的基本推力性能参数。结果显示在10-90k Pa范围内,试验样机的推力水平在0.1-5m N量级,而消耗功率水平在10W量级。此外,本文还研究分析了工况参数对这些基本推力性能参数的影响。其次,本文针对影响推力器在低气压下推力峰值对应气压的相关因素开展了变参数试验,研究了阻挡介质厚度、阻挡介质材质、施加电压峰峰值对推力峰值对应气压的影响。结果表明:阻挡介质厚度越大,则推力达到最优值对应的气压就越小;阻挡介质的介电常数越大,则推力达到最优值对应的气压就越大。施加电压峰峰值越大,则推力达到最优值对应的气压也就越大。再者,本文对基于SDBD放电的电推力器低气压下推力特性的机理进行研究。以前人研究为基础,本文提出了基于汤森德第一电离系数的推力模型,从机理上解释了低气压下推力随气压变化而产生非单调变化,并存在峰值的现象。同时,本文从推力模型中推导出理论公式,揭示了推力达到峰值时的气压与施加电压以及阻挡介质参数之间的关系,其定性分析结果与试验数据规律相同,并且试验数据的定量分析与理论公式同样吻合。最后,本文基于现有的吸气式电推力器的基本需求,对其进气装置进行了分析设计,并以被动压缩进气装置为主要设计对象,综合考虑集气效率、长宽比、压缩比等参数对其进行了参数设计。