微小卫星相对大型卫星具有低成本，质量小，体积小等优势，在对敌观测微、立体成像、精确定位、大气探测、天文观测和地球物理探测等方面可以使用小卫星组网编队飞行替代目前的单颗大型卫星。本文对微小卫星的微推进系统进行了系统的实验研究和理论分析。　　 采用标准的MEMS微加工工艺制作了一系列不同结构参数的喷嘴芯片，各结构参数包括半扩张角，喉口段长度，喉口宽度以及面积比。以氮气为推进工质在大气环境下测量了各个喷嘴的推进性能并得出喷嘴的结构优化设计方案。实验结果表明：(1)处于壅塞状态下，相同喉道面积时，各个半扩张角的喷嘴流量相同，喷嘴的最佳半扩张角度随运行条件有所变化，入口压力越大，最佳角越大。(2)喷嘴喉部的偏射现象不明显，因此喷嘴喉口段的长度对喷嘴的性能没有明显的影响。(3)喷嘴喉口宽度增加能使推力明显提高，但是同时导致了喷嘴的深宽比减小，使得喷嘴的三维效应凸显，摩擦损失增加更大，从而使比冲持续减小。(4)面积比越大，微喷嘴的推力越小，而面积比为5时喷嘴的比冲达到最大。　　 设计出双氧水单组元推进器得到良好的启动性能和热稳定性。微型单组元推进器具有结构简单，比冲较高的优点，满足微小卫星的功能需求。本文将MEMS喷嘴与金属催化反应腔相结合，并辅助电阻加热的方式制作的微型双氧水单组元推进器。该微型推进器既能保证足够精确的微小喉口尺寸的同时具有充足的催化面积，经测试表明，推进器系统能以脉冲方式和连续工作方式运行。并且推进器系统重复性好，启动响应块，在撤去外加热源后能通过自身分解热使反应持续进行下去。推进器系统经过长时间运行之后未出现堵塞和性能明显下降的现象，可靠性非常高，能够满足卫星上长期使用的要求。　　 基于不倒翁原理设计并制作了一套微推力/微冲量测量装置。微喷嘴产生的微推力经杠杆放大后克服柔性轴的回复力矩，在测量臂末端产生的微小位移经线性位移传感器转化为电信号，从而精确测量微牛量级的微推力和微牛秒量级的脉冲冲量。时间分辨脉冲测量技术理论上能测试出持续时间无限小的推力脉冲，实际上可测脉冲的最小持续时间取决于信号采集器的采集速度。对实验采集的数据进行傅里叶分析提高了数据的信噪比使得测量精度得到进一步提高。