随着现代航天技术的不断发展,航天器的种类和用途也不断增加。微纳卫星由于其良好的经济效应,以及工作能力更强的编队工作模式,得到了更多的发展和关注。电推进器,是一种能够产生μN~mN量级推力且连续可调的空间推进装置,具有比冲高,推力小,寿命长的特点,非常契合微纳卫星在轨工作需求。但是,电推进器在工作过程中排出的等离子体可能附着在卫星表面,造成卫星性能退化等问题,这被称为羽流污染。为了解决电推进器中的羽流污染问题,微纳卫星急需荷载小、体积小、发射电流大、功耗低、长寿命的中和电子源,对正离子进行中和。本文采用钼尖锥场发射阵列阴极作为中和器的电子源,使用有限元电磁场仿真软件OPERA-3D进行整体结构、磁偏转系统结构的模拟和仿真,最终制备出结构简单,发射稳定,抗污染能力强的电推进器冷阴极中和电子源,并进行相关测试。主要的内容和结论有:冷阴极阵列的设计制备:为了得到体积小、发射能力强的冷阴极发射基片,本文分析热门冷阴极发射材料的性质,选择最适合本文使用的材料;进行发射阵列的结构设计,分析了内栅型阴极发射阵列的制备工艺和方法;重点针对牺牲层蒸镀角和剥离时间对尖锥形貌的影响进行了探讨,形成了较理想的阴极制备参数;最后,对阴极阵列的性能进行测试,衡量了冷阴极阵列的发射能力。冷阴极中和电子源结构仿真与优化:利用电磁场仿真软件OPERA-3D进行中和电子源的结构设计与优化仿真;针对阴极抗污染问题,提出了磁偏转结构进行规避的方法;对电子源各部分结构分别进行讨论,得到电子束轨迹良好的结构设计参数。冷阴极中和电子源的组装与测试:按照模拟结果设计零件,并加工,组装测试电路,提出可靠地测试方法,并对在实际使用中出现的误差进行分析。最后得到了总体大小28mm×28mm的器件,在提供800V阳极电压,120V栅极电压时,可得到512μA的发射电流,电子束偏转轨迹几乎90°的冷阴极中和电子源。