近年来,随着深空探测、载人航天、航天器在轨服务等任务的发展,空间推进愈发需要大推力、高比冲、长寿命、高推力密度的大功率电推进技术的支持。无电极洛伦兹力推力器（Electrodeless Lorentz Force Thruster,ELF）是一种脉冲工作模式的大功率电推力器,工作时通过初级电离单元将工质气体初步电离,反场构型（Field Reversed Configuration,FRC）加速单元将射频能量注入离子,获得推力。ELF推力器相关研究虽然开展较晚,但是其集成了长寿命、高推重比、大功率、工质选择范围广等诸多优势,且易与其他类型推力器相结合组成复合推进系统,具有广阔的空间应用前景。本文结合ELF推力器国内外现有研究成果和电推进相关理论知识,进行了5k W-ELF推力器实验方案的论证:通过对比不同初级等离子体源的原理、应用特点等信息,论证了螺旋波源作为初级等离子体源的可行性;对反场构型加速单元磁场位型进行了详细分析,论证了采用电磁线圈作为磁场产生装置的优势;对射频天线、放电腔体、电源等部组件进行了调研分析,明确了各个部组件实施方案的特点与要点。根据实验方案论证结果,辅以现有商业软件,对ELF推力器进行了结构设计:对ELF推力器的磁场结构进行了详细设计,确定了各电磁线圈的尺寸以及连接方式等;对ELF推力器的天线结构、布局形式进行了针对性设计,明确了天线的材料、电压、电流等信息;设计了放电腔体、连接件等ELF必不可少的组成结构。此后,结合实验方案和设计结果,验证了螺旋波等离子体源在复合磁场下的放电特性,探究了射频功率、气压、磁场等因素对等离子体密度的影响。基于参数设计结果,本文进行了无电极洛伦兹力推力器放电平台的研制与系统集成,验证了放电实验平台系统的稳定性。随后依托放电实验平台开展了氩气放电特性实验,利用朗缪尔探针和离子能量分析仪采集了离子密度和离子能量的相关数据,探究了磁场、初级电离功率以及工质流量对推力器氩气放电特性的影响,并进行了推力性能分析。此外,本文利用氮气、氦气、二氧化碳等推进剂进行了ELF推力器不同工质放电实验,测试了ELF推力器不同推进剂下的放电效果,肯定了ELF推力器的多工质应用能力。本文通过ELF推力器相关参数设计、样机研制和实验研究,探索了能量耦合效率提升的发展方向,为ELF推力器后续测试的开展奠定了良好的基础,扩展了大功率电推力器的发展思路。