射频SQUID心磁图数据自适应滤波研究

研究了滤除50Hz工频干扰的几种自适应算法，并应用于射频超导量子干涉仪（SQUID）心 磁图仪采集的心磁数据50Hz滤波中.对算法的性能进行了计算机仿真比较.结果表明，带50 Hz干扰的SQUID心磁信号通过自适应噪声对消法，干扰得到了很好的抑制. 关键词： SQUID 心磁图 自适应滤波 噪声消除     

HT_c SQUID工作环境低频磁干扰消除研究

针对高温超导量子干涉器(HT_c SQUID)磁强计技术在非磁屏蔽环境中受到的极低频干扰,实验研究了主动补偿方法消除这种干扰的可行性和有效性。实验由高精度程控电流源提供电流,通过亥姆赫兹线圈产生用于抵消极低频干扰的补偿磁场,使用两套HT_c SQUID磁强计搭建了测试系统,其中一套用于低频磁干扰背景的探测,另一套用于磁干扰补偿消除效果的甄别。结果表明,这种动态补偿消除方法可以达到比较好的效果。     

扫描SQUID显微镜的研制及其在磁成像和无损检测中的应用

研制了两种用于检测室温样品的超导量子干涉器(SQUID)扫描磁场显微镜(以下简称扫描SQUID显微镜),一种使用常规低Tc(Nb)SQUID器件,另一种使用高温(YBCO)SQUID器件.SQUID安装在内杜瓦底部的冷指底端,外杜瓦底部有60～75微米厚的白宝石窗口,被测样品处于室温状态位于窗口下,SQUID与被测样品之间的间距通过波纹管的伸缩进行调节.常规低Tc(Nb)器件系统的空间分辨率优于140μm,磁场灵敏度优于3pT/Hz1/2,高温(YBCO)器件系统的空间分辨率～500μm,磁场灵敏度～46pT/Hz1/2.两者均能长时间稳定地工作在无屏蔽环境中.利用两台扫描SQUID显微镜,进行了多种有应用价值的磁成像实验和无损检测研究.     

高Tc dc SQUID 1/f噪声的抑制

本文采用偏置电流反转的频率与磁通调制频率相等的方案,研制了带偏置电流反转的dc SQUID测试系统,明显降低了YBCO双晶结dc SQUID的1/f噪声.在3Hz处,磁通噪声由静态偏置时的降低到.1/f噪声的角频率从1kHz下降到3Hz.前放的设计,采用低噪声集成电路,整个磁通锁定环置于测试杆顶端,简化了电路,提高了测试系统的稳定性.在白噪声区,测得最低磁通噪声为 .前放的噪声系数为1.1dB.     

低噪声SQUID模拟器

我们研制了用于SQUID线路研制与调试的低噪声宽频响多周期SQUID模拟器 .模拟器的等效磁通白噪声为 0 .7×1 0 -6Φ0 /Hz,完全可以满足SQUID线路的调试要求 .     

低噪声超导量子干涉器件磁强计设计与制备

超导量子干涉器件(superconducting quantum interference device, SQUID)作为一种极灵敏的磁通传感器,在生物磁探测、低场核磁共振、地球物理等领域得到广泛应用.本文介绍了一种基于SQUID的高灵敏度磁强计,由SQUID和一组磁通变压器组成. SQUID采用一阶梯度构型,增强其抗干扰性.磁通变压器由多匝螺旋的输入线圈和大尺寸单匝探测线圈组成,其中输入线圈与SQUID通过互感进行磁通耦合.利用自主工艺平台,在4英寸硅衬底上完成了基于Nb/Al-AlO_x/Nb约瑟夫森隧道结的SQUID磁强计制备.低温测试结果显示,该磁强计磁场灵敏度为0.36 nT/Φ_0,白噪声段磁通噪声为8μΦ_0/√Hz,等效磁场噪声为2.88 fT/√Hz.     

基于小波变换的紫外光通信信号工频干扰去除方法研究

在无线紫外光通信系统中,日光灯等会对系统产生工频干扰,干扰会以正弦波形式叠加到经光电倍增管接收的有用信号上,并对后续的抽样判决产生影响。首先分析了小波变换去除工频干扰噪声的原理,给出了基于接收信号波形计算信噪比的方法,并基于该方法对小波变换的去工频性能进行了分析,最后讨论了小波去除工频干扰时最优小波基的选取问题。频谱分析表明,小波变换可有效消除100 Hz和200 Hz的工频干扰,当小波基选为sym40时小波去除工频干扰的性能最好,去噪后信噪比为12.22 dB。     

超导磁力仪射频屏蔽仿真与实验研究

超导量子干涉器件(SQUID)是超导磁力仪的核心器件,应用于地球物理探测时,环境射频电磁场干扰SQUID工作,导致性能(噪声和工作稳定性等)全面下降,甚至无法正常工作.本文运用电磁场仿真技术和测试方法,对物探SQUID应用的射频干扰屏蔽方法与效果进行分析研究.模拟户外环境仿真,结果表明:随着屏蔽层数增加可屏蔽的射频场的频谱范围增大,8层时就可达到满意的屏蔽效果.测试与仿真结果的规律一致.基于室内和户外两种不同电磁环境开展了低温SQUID工作射频屏蔽对比验证.实验结果表明:不同应用环境对系统射频屏蔽的要求不同(室内:2层以上屏蔽,户外:8层以上屏蔽).本研究为定量分析并解决物探环境射频屏蔽的关键问题奠定了基础.     

基于非支配排序遗传算法Ⅱ智能搜参的精跟踪系统

针对空间光通信中精跟踪系统的精度易受外界干扰影响的问题,在典型光通信终端的传统精跟踪系统的基础上,提出了附加集成模块的设计方法,并采用非支配排序遗传算法II得到全局最优控制器参数,实现了一个精跟踪系统智能搜参方法。基于某典型光通信卫星终端在轨实测的角干扰数据,仿真对比结果表明,在保持闭环系统稳定性的基础上,可以提升33.7%的误差抑制带宽,提高全频段的干扰抑制能力约19.5%,其中10 Hz以内的干扰误差抑制性能提升幅度高达95%以上。搭建了实物验证系统,实测结果表明,该系统的跟踪精度和干扰抑制性能相比传统系统大幅度提升,其中10 Hz以内的提升幅度超过20倍。该精跟踪系统的实验结果与仿真结果具有较好的吻合度,对未来空间光通信领域的发展有重要意义。     

实用高温超导MCG系统研究

本文研究了一种自建的低成本简易磁屏蔽室及其操控条件，提出了能被高温超导rf SQUID仪器所接受的简易磁屏蔽室，并且运用由该磁屏蔽室和rf SQUID梯度计所构成的组合系统测量了微弱的生物磁信号．研究结果表明，该磁屏蔽室能够有效降低电磁干扰，确保SQUID长时稳定工作，基于该磁屏蔽室的复合MCG测量系统具备捕捉微弱生物磁信号的能力，且所得信号具有可接受的信噪比．这将使得开发一种低造价的实用高温超导MCG测量系统成为现实．