超导磁力仪射频屏蔽仿真与实验研究.pdf

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1、第36卷第2期低温物理学报VoI_36，No．22014年4月CHINESEJOURNALOFLOWTEMPERATUREPHYSICSApril2014超导磁力仪射频屏蔽仿真与实验研究*刘洋荣亮亮蒋坤常凯孔祥燕谢晓明1,2信息功能材料国家重点实验室，中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海，200050；中科院上海微系统所一吉林大学“地球物理探测技术”联合实验室，上海，200050；。上海科技大学，上海，200031收稿日期：2013—08—12；修回日期：2013—10—10【摘要】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

2、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．关键词：SQUID，物探应用，有限元分析，射频屏蔽PACC：9160，0755SIMU

3、LATIoNANDEXPERIMENTALONSHIELDINGEFFECToFRADIoFRIQUENCYFoRSUPERCONDUCTINGMEGNEToMETERYangLIU''。LiangliangRONG，KunJIANG'KaiCHANG，XiangyanKONG'XiaomingXIE，StateKeyLaboratoryofFunctionalMaterialsforInformatics，ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shanghai，2000

4、50，China；‘‘Geophysicalexplorationtechnology’’JointLaboratorybetweenShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology—JiLinUniversity，Shanghai，20050；。ShanghaiTechUniversity，Shanghai，200031Receiveddate：2013—0812；revisedmanuscriptreceiveddate：2013—10—10[Abstract]SuperconductingQUantumInterference

5、Device(SQUID)isthekeypartofsuperconductingmagnetom—eter．SQUIDiseasilyinterferedbyradiofrequency(RF)electromagneticfieldingeophysicalapplication，resultingindegradationofitsperformance(noiselevelandstabilityetc)．Inthispaper，bothsimulationwithFiniteElement国土资源部深部探测技术与实验研究(SinoProhe)专项O9项目(批准号：20101108

6、0—06，201011079—04)以及中国科学院战略性先导科技专项(B类)的(批准号：XDB04020200)资助的课题．ProjectsupportedbytheDeepExplorationTechniquesandexperimentation(SinoProbe09)specialprogram(GrantNos．201011080—6，201011079—04)and”StrategicPriorityResearchProgram(B)”oftheChineseAcademyofSciences(GrantNo．XDBo4O2O2()0)．rongelec—@mail．sim．

7、ac．cn第2期刘洋，等：超导磁力仪射频屏蔽仿真与实验研究139A／耳}级绝缘材料对1．41MHz以上的电磁干扰都有良好的屏蔽效果．在室内屏蔽特性测试中，随超级绝缘材料层数增加，可衰减的电磁干扰的频谱范围增加，该规律与仿真结果一致．当杜瓦包裹8层超级绝缘材料时，对1．45MHz以上的电磁干扰均有一定衰减．最后在中国科学院上海微系统与信息技术研究所中山公园园区的花园内对SQUID磁传感器的屏蔽效果进行测试，在实