霍尔推进技术是目前国际上最热门的电推进技术之一。霍尔推力器的比冲在1600s～2000s之间,而随着深空探测任务的持续更新迭代,航天任务对霍尔推力器比冲与寿命的需求不断上升。后加载磁场技术在低电压下已经实现了对推力器寿命的延长,提高比冲的实现方式为提高电压。推力器在高电压下稳定工作的必要需求是磁场强度的增加,但是后加载磁场技术将磁场外推的同时会导致磁场强度的降低,因此后加载磁场技术能否支撑起推力器在高电压下稳定工作值得深入探索。本文基于以上问题开展研究,主要研究内容如下:首先,针对高电压对强磁场的需求与后加载磁场技术对磁场强度的损耗之间的矛盾,本文进行了磁路设计优化。本文通过增加推力器内部结构空间,增加其线圈匝数,进而在相同电流下提升安匝数,提升磁场强度,在保证磁场后加载程度的同时,增加磁场强度。根据上述方法,本文设计了三种磁场后加载程度霍尔推力器,后加载程度分别为17%、14%与10%。并且针对高电压带来的通道壁面损失加重的问题,本文采用增加热屏结构对内部磁路结构进行保护,通过模拟仿真对比300V时推力器有无热屏对内部磁路温度的影响,发现有热屏后内部磁路温度确实会下降20°左右,且这种现象在高电压下同样有效。其次,本文对三种后加载磁场霍尔推力器进行变电压特性实验研究,实验表明14%后加载程度霍尔推力器的性能最优,其在900V大励磁模式下阳极比冲超过3000s,此时功率为3.2kW。此外,本文还指明了磁场后加载程度对高比冲霍尔推力器的工作电压上限的影响。低后加载程度会导致推力器电离区向通道内移动,其对壁面侵蚀作用严重,壁面热沉积严重,高电压下工作会有陶瓷红热与打火现象;高后加载程度则会导致电离区外移,推力器高电压放电时振荡峰峰值较大,运行不稳定。并且针对后加载磁场霍尔推力器壁面侵蚀问题,本文依据14%后加载程度推力器设计了变截面通道,验证了后加载磁场霍尔推力器高电压下的长寿命特征。再次,针对定功率条件导致的推力器在高电压下的电离效率下降的问题,本文从通道出口位置、磁场梯度以及阳极位置三个方面对推力器性能进行优化。最终优化后的结构实现了推力器在900V、2.3kW下达到了阳极比冲3017s,阳极效率55.6%,实现了设计目标。并针对后加载磁场推力器高电压下工作热稳定设计需求,对最终结构的推力器进行3小时工作稳定性验证,实现了放电热稳定,验证了本文设计的后加载磁场霍尔推力器可以同时满足高比冲与长寿命特性。最后,针对后加载磁场推力器长时间工作时磁极侵蚀严重而导致磁路失效的问题,本文通过在内外磁极端面上布置平面探针的方式,对高低电压下磁极表面参数进行了实验探究。最终明确了磁场偏移程度以及放电电压对磁极表面参数的影响,了解了等离子体参数沿磁极端面的径向分布,对后续高比冲霍尔推力器设计提供思路。