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2006年 第42卷 第3期 刊出日期：2006-05-20

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对加法器CCS进位链的改进

吴珂,甘学温,赵宝瑛

2006, 42(3):  371-374. 

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介绍了一种对加法器CCS进位链的改进电路，并与没有进行改进的传统的CCS进位链电路进行比较。对这两种电路结构在同样的条件下用SPICE模拟。从实验结果中可以看到，4-bit的加法器单元的进位传输延迟时间缩短了34.39%，并且第4位和的传输延迟时间缩短了33.95%。

低功耗异或同或电路的设计研究

兰景宏,王芳,吉利久,贾嵩

2006, 42(3):  380-384. 

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提出了2种传输管实现的新型低功耗异或门结构，UPPL（Unsymmetrical Push Pull Pass Transistor Logic）结构和CPPL（Complementary Push Pull Pass Transistor Logic）结构，两者均为非互补输入，互补输出，都能够同时产生异或和同或信号，且输出为全摆幅电压。对新结构在0.18μm工艺1.8V电压下进行了hspice仿真，与已有同类电路在速度、功耗和功耗延迟乘积方面进行了比较。UPPL结构和CPPL结构与2003年Mohamed Elgamel提出的最新设计相比，空负载时，功耗延迟乘积项分别有61.0％和58.4％的降低；扇出为3时，分别有25.3％和45.3％的降低。

钨针尖放电处理后的场发射特性

陶雄,张兆祥,王鸣生,吴越,张耿民

2006, 42(3):  385-387. 

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在场发射显微镜（FEM）中使用1万伏以上的电压对钨针尖进行了放电处理。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的观察表明在处理后形成了纳米尺寸的突起。从经过处理的钨针尖能够支取高达1.55mA的场发射电流。针尖的场发射像呈现四重对称，表明它来自单个突起。场发射电流与电压关系符合Fowler-Nordheim (F-N)理论。根据F-N理论算得的场发射面积与TEM下观察到的突起的面积在量级上一致。

一种新型的可调性能的铁氧体EBG的特性分析

赵小莹,周乐柱

2006, 42(3):  375-379. 

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提出了一种新型的可利用改变外加偏置磁场对其特性进行调节的电磁带隙（EBG）——铁氧体EBG，并采用混合基有限元和Floquet定理相结合的方法，对其散射特性进行了仿真计算和数值分析。通过对不同外磁场下该类EBG的透射系数的频率响应的比较和分析表明：该类EBG较相同结构的各向同性EBG具有更好的通带和阻带特性，更重要的是通过调节外加偏置磁场的确可以改变该EBG的工作状态。这将可能研发出一种新型的功能可调的EBG。

JPEG2000在空间太阳望远镜中的改进应用

谢华,Harald MICHALIK,金声震,艾国祥

2006, 42(3):  366-370. 

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对JPEG2000算法提出了一种新的改进，以提高它的编码效率。通过修改编码顺序，使得在每个Tile中，数据按照其重要性降序编码。从而，码流截断方法也随之简化，并可以提前终止编码，而率失真效果仍接近最优。最后，给出一个可行的并行化方案，可大大缩短运行时间。改进后的JPEG2000更适用于计算资源有限的星上系统，满足了空间太阳望远镜的压缩需求。

一种基于丢包依赖体现的E模型的自适应播放延迟算法

韩心慧,司端锋,邹维

2006, 42(3):  388-394. 

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在Internet通信播放延迟算法的基础上，使用E模型作为分析工具，并考虑丢包依赖在E模型中的体现以及对用户语音感受的影响，提出了一种应用于多方实时通信领域的新的自适应播放延迟算法，使得用户终端在获得良好Internet通信参数的同时，进一步提升用户的语音感受。实验测试结果发现，这种算法相比于目前其他算法，在丢包率、延迟等方面都有显著的改善，同时能够降低系统的连续丢包现象。

多层快速多极子分析三维复杂目标的谐振区电磁散射特性

王湃,董硕,周乐柱,夏明耀

2006, 42(3):  395-400. 

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用多层快速多极子方法（MLFMA）和预优的广义最小残差法（GMRES）计算了三维复杂目标的谐振区电磁散射特性。对于在谐振区中5～10个波长目标的电磁散射体，MLMFA比矩量法（MOM）和快速多极子法（FMM）占用内存少很多，计算速度也更快；本文讨论了MLFMA中重要参数多极子数L的优化选取，同时采用了预优的GMRES方法求解MLFMA大规模矩阵方程，这比采用传统的共轭梯度（CG）法具有更大的优越性。最后对某导弹模型和典型隐身飞机模型进行了谐振区散射特性的高效求解分析。

毫米波ROF光通信系统中信号传输色散影响的研究

杨湘云,胡薇薇,徐安士

2006, 42(3):  401-405. 

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简述了Radio over Fiber (ROF)通信技术，从理论和VPI仿真实验两方面系统地分析研究了光纤色散问题对ROF光通信系统的影响。理论分析和仿真结果吻合。最后，对ROF单、双波长各调制情况的光纤色散影响给出了归纳、比较和总结。

口腔生物力学问题有限元分析的研究进展

徐学军,郑玉峰

2006, 42(3):  412-419. 

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有限元法（FEM）是对人体的力学行为进行数值模拟的一种有效工具，综述了有限元分析法在解决口腔生物力学问题中的研究进展, 包括口腔组织力学模型的建立、口腔正畸、口腔修复、口腔种植、口腔内科学、口腔颅颌面外科等领域和口腔医疗器械的力学性能评价及优化设计；总结了口腔领域国内外学者建立各种有限元模型的方法、分析工具、材料假设及研究内容，为进一步研究提供参考和借鉴；指出了有限元法在口腔生物力学中应用的特点和不足以及模型重建和相关分析中需进一步改进和深入研究的问题。

一个具有阻行机制的成批到达排队系统GI^X/M/1/N

汪浩,李晓明,严伟

2006, 42(3):  406-411. 

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研究了一个顾客成批到达，到达间隔服从一般分布，服务时间服从指数分布，1个服务台，等待队列长度有限，且具有阻行机制的排队系统GI^X/M/1/N；获得了该排队系统在稳态情况下，顾客到达前一瞬间系统中顾客数的概率分布和任意时刻系统中顾客数的概率分布；给出了该排队系统的顾客丢失率、系统利用率、队列长度的均值/方差、平均等待时间等性能指标的计算公式。最后，讨论了该排队系统在计算机网络中的应用。

各向异性压电弹性力学问题的通解

徐思朋,王炜

2006, 42(3):  302-304. 

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给出了一般各向异性压电弹性力学问题的通解，并证明了其完备性和不唯一性。

圆柱状压电压磁复合材料中波的传播和能量输送

魏建萍,苏先樾

2006, 42(3):  310-314. 

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应用“杆化模型”对压电压磁复合圆柱体中轴对称弯曲波进行了研究，得到了圆柱体低阶模态的频散曲线，而且它们能够按照拟P波和拟SV波及SH波的形式进行分类。发现在压电压磁复合材料中存在复合构成的电磁感应性质；沿着柱体轴向耦合传播的波中存在高速传播的电磁波和稳速传播的应力波；在由拟P波和拟SV波形成的通道上能量以不同的性态进行传输和相互交换。

二阶拟线性退化混合型方程的斜微商问题

闻国椿

2006, 42(3):  285-293. 

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讨论了二阶拟线性退化混合型方程的斜微商问题。先给出斜微商问题的提法和解的表示式，然后采用复分析方法，证明了上述问题解的存在唯一性。

机器海豚的机构设计与运动控制

王龙,喻俊志,胡永辉,范瑞峰,霍继延,谢广明

2006, 42(3):  294-301. 

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研制了一种装配有机械鳍肢的新型仿生机器海豚系统。根据海豚典型的背腹式推进的特点，提出一种工程化的推进模型。机器海豚的运动被建模为三节的摆动运动：刚性头部、弹性软体和摆动的尾叶。用一个串联的、多关节的上下摆动机构来实现背腹式运动，用左右摆动的转弯机构和两自由度运动的鳍肢机构来实现机动运动。在此基础上，开发研制了机器海豚样机。实验结果验证了背腹式游动在推进和机动运动中的有效性。

MRI系统中的正交技术

姜忠德,俎栋林,谷晓芳

2006, 42(3):  320-323. 

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阐明了MRI系统中所使用的正交调制、正交解调、正交激发和正交接收的概念。正交调制的目的是产生单边带RF激发脉冲，以避免激发镜像层面。正交解调能够区分正负频率，克服图像数据空间定位的不确定性。正交激发和正交接收是指运用圆极化RF线圈。指出在MRI系统中，这些正交处理是系统最佳化所要求的。阐述了这些正交处理所要求的条件以及所带来的好处，以及在系统设计和机器调试时所应遵循的原则。

湍流边界层逆转捩机制的实验研究

张振,孙智利,颜大椿

2006, 42(3):  305-309. 

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实验研究了板面向下的平板边界层中的逆转捩现象，测量了加热前后湍能生成项，耗散项和吸收项的变化规律，初步解释了逆转捩发生的物理机制。实验结果表明，通过加热，形成稳定的密度分层结构，在距离平板前缘 400—1000 mm 范围内，湍能生成项变为负值，成为实际上的湍能集中吸收区，使得边界层内层的湍流能量被迅速吸收；近壁区的小尺度涡对于湍能的耗散作用进一步增强；同时浮力引起的湍能吸收项对湍能输运也起到了很好的抑制作用。外层流动失去了能量来源，从而使得流动逐渐从湍流演变为层流。

非均匀地表的湍流通量和掺混高度

周成,陈家宜,蔡旭晖

2006, 42(3):  315-319. 

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叙述了掺混高度的概念及运用。利用大涡模拟作为手段，研究了地表平坦但地表热通量非均匀情况下的掺混高度。考察了地表热通量非均匀性尺度、风速以及非均匀性强度对掺混高度的影响，发现掺混高度是否存在以及高度受非均匀尺度和风速大小的影响非常明显，受非均匀性强度的影响不明显。若规定掺混高度出现在垂直湍流热通量水平涨落的标准差减为地表感热通量标准差5％的高度，这时掺混高度可以拟合为：Z_b = 1/C_wm * w'θ'_sfc/Θ₀ * L^a_hetero/U^b，其中a=1.266，b=0.854，C_wm=3.205×10^-3。

北京大学加速器质谱循环气体剥离系统

魏德,巩玲华,刘克新,袁敬琳,蒋正元,任晓堂

2006, 42(3):  324-327. 

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基于EN型串列静电加速器的北京大学加速器质谱系统(PKUAMS)将主要开展高灵敏度 ¹⁰Be 测量，为此需要对该加速器的剥离系统进行改造。介绍了PKUAMS循环气体剥离器的研制，包括真空系统物理设计、模拟实验以及控制系统设计等。

非纠缠光子对的鬼衍射现象

华净,王若鹏

2006, 42(3):  334-338. 

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设计了一个实验装置，经理论计算表明，用此装置进行实验，应当可以观察到鬼衍射现象。在这个实验中，非纠缠光子对空间上没有分离，因而不牵涉非局域性。由此可以断定鬼衍射现象并不能作为量子力学非局域性存在的实验证明。

RFQ加速器腔体电场分布的冷模测量

宋翔翔,郭之虞,朱昆,颜学庆,李纬国,方家驯

2006, 42(3):  339-342. 

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根据谐振腔的微扰理论，采用小球微扰法，为射频加速器建造中的冷模测量建立了一套自动测量系统，实现了高精度、批量自动化测量的要求。并用该系统对一台设计中的射频四极场（RFQ）加速器冷模进行了测量，验证对RFQ的设计要求。

青藏高原中部地区不稳定大气边界层高度的确定与分析

宋星灼,张宏升,刘新建,范邵华,刘辉志,胡非,李诗明,周明煜,卞林根,徐祥德

2006, 42(3):  328-333. 

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利用1998年第2次青藏高原大气科学实验（Tibet Plateau Experiment, TIPEX）当雄大气边界层加强观测站的湍流观测资料，计算了青藏高原中部地区不稳定大气边界层的高度；结合低空探空获取的温度随高度的探测资料，对比分析了高原边界层演变规律，以及实验站干季、雨季不同时期的高原边界层发展规律异同；讨论了高原边界层厚度受高原地形的影响。得到高原边界层演变规律及高原边界层发展迅速，持续时间长等特点。

天山北麓一例黑风暴天气的成因

马禹,王旭,肖开提,刘小枚,谭江

2006, 42(3):  343-350. 

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利用常规观测资料、地面气象自记记录和静止气象卫星云图资料对1998-04-18由南支冷锋爆发性发展生成的干飑线触发的天山北麓黑风暴天气过程进行了分析。结果表明：强沙尘暴和黑风暴过境时风、压、温、湿在短时间内出现突变，跃变幅度黑风暴远大于强沙尘暴，黑风暴嵌于强沙尘暴时变化幅度比强沙尘暴弱。沙尘壁具有等温性，水平厚度4～9km。影响黑风暴的天气因素中，地面大风形成主要源于冷锋的加强和锋后强冷平流，高空急流的加强及其形成的次级环流使高空动量有效下传到地面则是另一个重要原因。混合层是有利于黑风暴在干旱环境形成的大气层结特征，这次过程深厚混合层的形成是深厚干对流和黑风暴产生的主要原因，而它的形成则是长时间地面加热的结果。

三维多层流动过孤立山脉产生的山脉重力波的数值试验

李子良

2006, 42(3):  351-356. 

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利用中尺度数值模式ARPS研究了分层流动大气中的非线性山脉重力波。分层流动过孤立山脉所产生的山脉重力波的数值模拟表明，具有两层模式结构的气流过孤立山脉产生一个发散模态的拦截背风波，同线性理论模式计算结果具有基本相同的流动特征。但是具有三层模式结构的气流过孤立山脉所产生的非线性山脉重力波和大气船波表现出同两层模式结构的气流完全不同的流动特征，因非线性相互作用在山脉背风面产生了2个发散波模态的拦截背风波向山脉下游传播，具有同两层模式和线性理论模式相比更加复杂的波动特征。

混合物理化学气相沉积法制备Mg衬底MgB₂薄膜

姚丹,庄承钢,张开成,余增强,冯庆荣,王福仁

2006, 42(3):  357-360. 

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用混合物理化学气相沉积（Hybrid physical-chemical vapor deposition 简称为 HPCVD）法在Mg衬底上原位制备出MgB₂超导薄膜样品。超导起始转变温度T_c(onset)＝39.5K，SEM(Scanning Electron Microscopy)图显示晶型结构为六方形，晶粒生长较为致密。样品的X射线衍射分析表明，MgB₂薄膜是多晶的，没有择优方向。晶粒大小约为400nm～1μm。结果表明HPCVD技术在Mg表面直接沉积MgB₂薄膜是可行的，对Mg原料的节约和MgB₂线材的制备具有一定优势。

多晶MgB₂相形成中纳米尺寸硼粉的作用

安玲,陈晋平,王博,庄承钢,李星国,周增均,冯庆荣

2006, 42(3):  361-365. 

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原料硼粉在MgB₂相形成中的作用已经利用原位高温电阻率(HT-ρT)的测量技术进行了研究。MgB₂相形成中的起始转变温度T_onset和相转变完成温度T_PF在完成了的热处理过程中已直接确定了。用纳米硼粉和镁粉制备MgB₂样品(简称为NanoB-MgB₂)时的T_onset和T_PF这2个温度值分别是440和490℃，类似于用微米硼粉和纳米镁粉制备MgB₂样品(简称为MicroB-MgB₂)的情况。这表明MgB₂相形成的温度并不特别依赖于硼粉的尺寸。另外,烧结温度的上极限T_N是750℃, 在此温度下NanoB-MgB₂样品的超导电性将丧失。此温度远低于用微米硼粉和毫米尺寸的镁粉制备的MgB₂样品(简称为DM-MgB₂)的T_N=980℃。把直接在650℃<T_N，烧结的样品与先在750℃下烧结，之后又再次重磨和处理后，并于富镁的环境中在650℃下再烧结处理的样品相比较，观察到了MgB₂的不可逆的晶体结构转变。