霍尔推力器是一种广泛应用的空间推进装置,它在放电过程中会存在低频振荡现象,是由于工质的电离和补充的不均匀性引起的,低频振荡的存在会使推力器的性能下降,可靠性降低。本文首先利用高速相机对放电通道侧面开缝的霍尔推力器的电离过程进行捕捉,以光强的变化为中介,研究推力器通道内电离情况的变化,通过正态拟合法求出电离情况沿轴向分布的曲线,找出电离强度最大点位置、主电离区宽度等电离相关参数,并对电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数进行时域分析,将其时域特性与放电电流时域特性进行对比分析,发现电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数与放电电流一起发生周期相同、规律一致的振荡,电离强度最大点位置和主电离区宽度等参数都随着放电电流的增大而增大,随着放电电流的减小而减小。其次,改变放电电压、阳极流量、励磁电流等推力器自身参数和触持电流、阴极流量等阴极参数,研究工作参数变化对低频振荡和电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的影响。研究结果表明,放电电流和电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的平均值会随推力器自身参数发生规律性的变化,电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的标准差与电流标准差呈正相关趋势,即随着放电电流振荡的增强,电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的振荡情况也增强。改变阴极工质流量相对于改变触持电流对低频振荡的影响更大,即改变阴极发射电子密度的方式相对于改变阴极区电子温度的方式,更容易对低频振荡产生影响。第三,改变壳体、电源负、触持极、地面间连接网络和接地结构,研究接地方式改变对低频振荡和电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的影响。实验结果表明,连接网络和接地结构的改变并不会使放电电流和电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的变化规律发生明显的改变,但会改变放电电流和电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的平均值,连接网络和接地结构的改变会使电离强度最大点位置、主电离区宽度等参数的标准差与放电电流标准差间的相关性发生改变。最后,为了完善低频振荡的物理机制,对推力器放电过程中放电通道内等离子体参数的瞬态行为进行了研究。模拟结果表明,等离子体密度、电子温度、空间电势等参数的振荡与放电电流的振荡周期相同。采用调制信号法和双朗缪尔探针法对等离子体密度和电子温度的时域特性进行实验研究,其结果与模拟结果相同。通过上述研究,拓展了对于霍尔推力器低频振荡特性的认识。