波加热等离子体磁喷管推力器（Wave Heating Plasma Magnetic Nozzle Thruster,WHPMNT）具有大功率、高比冲以及推力-比冲可调节等优势,是未来遂行深空探测任务重要候选推进系统。国际上相关研究不断深入并取得阶段性成果,而国内对WHPMNT研究多限于分系统如螺旋波天线及磁场构型的设计及实验,对于推力器装置整体设计及研究较少。本文针对WHPMNT装置进行系统性的设计仿真、整体搭建及点火实验,对深入理解WHPMNT工作原理、进一步优化设计有重要意义。本文对推力器加热级及磁喷管的磁场构型进行多物理场耦合设计与仿真,根据实验需要提出磁场构型设计原则,对电磁线圈涉及的电、磁、流体力学、流固传热等进行系统性的耦合分析,着重对常导率线圈激发生成特定构型强磁场面临的散热难题进行设计,提出可行常导率电磁线圈方案。本文确定Helicon天线及ICRH天线构型设计方案,并分别对Helicon天线及ICRH天线完成高效阻抗匹配。通电测试结果表明,所设计的阻抗匹配网络效果良好,100W情况下Helicon天线射频传输系统反射功率为0,ICRH天线反射率为11%,满足实验要求。本文提出壁挂式外放电方案。基于搭建要求及等离子体加速效果对放电腔构型进行设计;考虑实验环境及后期采用光学方法直接诊断高温区域等离子体参数的需要,对放电腔材料进行筛选;对放电腔进行力学稳定性分析,保证设计裕量择优选择放电腔设计方案。在完成主要系统分立设计后,通过合理的连接支撑结构,本文实现了WHPMNT实验装置的整体搭建。对装置进行通电测试,结果表明,强磁发生系统可以激发所需磁场构型并稳定运行,整体温升约40℃;阻抗匹配效果良好,800W情况下,Helicon天线反射率不超过1%,ICRH天线反射率不超过20%;低压空气被有效电离,在强磁场环境下被显著加速,形成明显射流。