霍尔推力器（Hall Effect Thruster，HET）是一种理论和应用都比较成熟的电推进装置，具有结构简单、比冲高、效率高和可靠性高等优点。随着长寿命卫星平台和深空探测等航天任务的开展，高比冲就成为了霍尔推力器的重要发展方向。理论和实验均证明，提高放电电压能够有效提高比冲，但是同时也发现，放电电压提高之后推力器的放电特性会发生显著变化，主要是磁场不发生变化时的高电压下电子温度饱和现象和磁场随放电电压提高时的高电压下效率降低、电子电流增加的现象。本文即从这两个现象入手对变电压下霍尔推力器的放电特性进行了详细研究。霍尔推力器的变放电电压运行具有显著的应用背景和实际需求，因此本文首先对比国外的实验研究进展，进行了详细的变电压放电特性和通道内参数的实验研究，总结了不变磁场和变磁场强度两种变电压工况下的实验现象并进行了简要对比，为理论分析建立了实验基础。粒子云（Particle in Cell，PIC）模拟方法基于等离子体的基本物理过程和统计方法，是霍尔推力器数值模拟的重要方法。本文利用该方法对实验现象进行了定性的模拟。模拟结果显示，在不变磁场时，低电压下的磁场无法适应高电压的工作要求，通道内的参数出现了突变；磁场强度增加时，不再出现突变现象，提高了霍尔推力器高电压运行范围。进一步的，本文对影响电子温度和电子电流的因素进行了分析，并运用PIC模拟结果对电子温度饱和及电子电流增加现象进行了机理分析，最终指出磁场强度对霍尔推力器高电压运行的作用，提出了两个高电压放电优化的方向：在提高磁场强度的基础上改变磁场位形，在不改变磁场强度的前提下换高二次电子发射能力的壁面材料。最后，基于磁场控制离子运动的理论分析，本文实现了基于磁场调节的高电压优化，并利用PIC模拟方法对磁场优化进行了机理分析，提出了明确的高电压磁场优化调节方向；同时，也利用PIC模拟方法对高电压下换壁面材料进行了初步研究，明确了高电压壁面材料的研究方向。