电推进具有比冲高、使用寿命长等优点,适用于航天器姿态控制、轨道保持与轨道转移等太空任务。在本论文中所研究的有栅型离子推进器是一种静电式电推进器。随着离子推进器尺寸减少、表面积/体积比值增大,带电粒子壁损失增加、等离子体产生效率降低,微型离子推进器的总体指标下降。为此,需要外加磁场约束带电粒子以降低壁损失,从而提高微型离子推进器的性能。微波电子回旋共振离子推进器中的磁约束与电子回旋加热有机结合,可以在低气压下产生高密度等离子体。在不同磁场位形微波电子回旋共振（Electron Cyclotron Resonance,简写为ECR）离子推进器中,交叉磁场ECR离子推进器的离子束流在同等条件下取得最高值。针对现存交叉磁场位形中磁钢间隙处存在弱场磁漏的缺点,在论文中采用Comsol Multiphysics软件计算、优化了放电腔内的磁场位形和微波电磁场分布;利用离子光学计算软件IBSimu优化了离子引出栅;根据计算结果设计、加工了2 cm微波电子回旋共振离子推进器,在此基础上进行了不同条件下的有、无离子引出实验。在论文中所做的工作和取得的主要结论如下:1.对磁场分布进行了优化,采用的优化原则为:将2.45 GHz所对应的ECR层置于天线和放电腔壁的径向中部区域。利用Comsol仿真软件通过逐步调整圆弧形磁钢和后端面圆环形磁钢的参数对磁场进行优化。2.利用离子光学软件IBSimu优化了离子引出栅,确定了引出栅极的具体参数。在优化参数下,引出离子束流能够在较大的离子束流密度范围内维持较小的加速栅截击流。3.在实验初期阶段,采用钼圆板天线进行了放电实验,发现在圆板天线背后存在局部放电的问题,通过分析后采用杆状天线放电解决了该问题。4.在低Xe流量钼杆天线离子引出实验中,所得到的离子束流（Ib）随微波功率（WP）增加时反常下跳。在高Xe流量下,离子束流跳变消失,在高WP下,Ib随WP的增加速率反常高。为分析Ib随WP突变的原因,同时采用数码相机拍摄离子引出时的端部放电辉光,并利用灰度处理软件Image J得到了不同气体流量下总灰度值随WP单调递增的变化曲线。在解释Ib、总灰度值随WP增加分别呈现突然下跳和单调递增之间不同变化规律时,提出了图像灰度的差分分析方法,将反常下跳离子束流与灰度的径向变化相关联。综合引出离子束流、放电辉光图像、总灰度值、灰度差分图像,分析了电子等离子体共振、电子回旋共振、高混杂共振对击穿、放电演化的影响,并提出“磁约束区”的概念,建立了放电模式转换的物理模型。5.开展了无离子引出实验,分析了有、无离子引出对放电辉光、总灰度值的影响。在相同实验条件下,在无离子引出时提取的总灰度值整体上比同等实验条件下引出时的对应值要高。