摘 要: 采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的原理,以CNKI數(shù)據(jù)庫中的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫作為統(tǒng)計(jì)源,對1999年~2008年收錄在我國核心期刊上的雷達(dá)信號處理研究領(lǐng)域的論文,從時(shí)間分布、期刊分布、關(guān)鍵詞詞頻、論文作者統(tǒng)計(jì)、合著分布及作者機(jī)構(gòu)分布等方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,從一個(gè)側(cè)面反映我國雷達(dá)信號處理研究的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞: 文獻(xiàn)計(jì)量;文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì);雷達(dá)信號處理;數(shù)字信號處理
雷達(dá)的基本功能是利用目標(biāo)對電磁波的散射發(fā)現(xiàn)目標(biāo),并測定目標(biāo)的空間位置[1]。在接收信號中,不但有目標(biāo)回波,也會(huì)有噪聲、雜波信號以及各種干擾信號,所以雷達(dá)探測目標(biāo)是在十分復(fù)雜的信號背景下進(jìn)行的,需要通過信號處理來檢測目標(biāo)并提取目標(biāo)的各種有用信息。
現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展越來越倚重于信號處理,雷達(dá)信號處理包括各種不同雷達(dá)發(fā)射波形的選擇、檢測理論、性能估計(jì)以及天線和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)之間的電路裝置等。近幾十年來,雷達(dá)信號處理的研究取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展。20世紀(jì)50年代實(shí)現(xiàn)了時(shí)域?yàn)V波和對復(fù)雜信號的匹配濾波,60年代實(shí)現(xiàn)了對有源干擾的空域?yàn)V波,并提出了自適應(yīng)濾波。進(jìn)入80年代后,微處理器技術(shù),特別是數(shù)字信號處理器(DSP)的發(fā)展,使雷達(dá)信號處理完成了從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)化,極大地提高了雷達(dá)信號處理機(jī)的性能和可靠性[2]。隨著微電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)信號處理的功能越來越強(qiáng),算法也越來越復(fù)雜,借助于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件進(jìn)行雷達(dá)信號處理的建模、仿真和設(shè)計(jì),雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的性能和設(shè)計(jì)效率得到了很大提高。
近年來,我國對雷達(dá)信號處理技術(shù)這一領(lǐng)域的研究越來越多,關(guān)于信號處理系統(tǒng)的信號形式、處理算法、設(shè)計(jì)方法、硬件的結(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)處理軟件編程等方面的研究論文也不斷出現(xiàn)。筆者以1999年和2008年10年間刊載的雷達(dá)信號處理主題論文為統(tǒng)計(jì)對象,采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的原理,對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析,旨在一定程度上反映我國對雷達(dá)信號處理領(lǐng)域研究的整體水平、發(fā)展進(jìn)程和研究成果,為教學(xué)和科研人員在較短時(shí)間內(nèi)了解此領(lǐng)域研究的現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)提供一些參考。
1 數(shù)據(jù)來源和分析方法
科技論文的質(zhì)量與數(shù)量是科技產(chǎn)出的一項(xiàng)重要指標(biāo),對某一領(lǐng)域科技論文的發(fā)表狀況進(jìn)行定量分析與研究,可以從一個(gè)側(cè)面反映出這一領(lǐng)域的研究成果和研究水平,為客觀評價(jià)學(xué)科發(fā)展?fàn)顩r提供依據(jù)[3]。
筆者利用CNKI中國期刊全文數(shù)據(jù)庫,以雷達(dá)信號處理為主題,以1999年~2008年收錄在我國核心期刊的學(xué)術(shù)論文為數(shù)據(jù)來源,檢索到文獻(xiàn)2 694篇,運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法[4]對文獻(xiàn)的時(shí)間分布、期刊分布、關(guān)鍵詞詞頻、論文作者統(tǒng)計(jì)、合著分布及作者機(jī)構(gòu)分布等方面進(jìn)行分析探討。在統(tǒng)計(jì)過程中,僅選取通過核心期刊公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文作為統(tǒng)計(jì)分析對象,而通過其他途徑公開的論文不在此次統(tǒng)計(jì)分析的范疇。
2 論文統(tǒng)計(jì)及分析
2.1論文時(shí)間分布
某領(lǐng)域期刊論文在時(shí)間上的分布從一定程度上反映了該領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的理論水平和發(fā)展速度。表1提供了我國近10年關(guān)于雷達(dá)信號處理研究的核心期刊論文發(fā)表的數(shù)量分布情況,圖1所示為年度論文發(fā)表數(shù)量增減的分布圖。
在檢索過程中,還附加檢索統(tǒng)計(jì)了1996年~1998年的文獻(xiàn)量,分別為39篇、84篇、83篇。結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)可以看出:①最初的1996年~1999年,核心期刊登載的研究雷達(dá)信號處理領(lǐng)域的論文數(shù)量還很少,處于起步階段。從2000年的146篇到2004年的258篇,文獻(xiàn)量呈現(xiàn)出增長的趨勢,研究范圍也突破了電信技術(shù)和武器工業(yè)、無線電電子學(xué)和軍事技術(shù)領(lǐng)域,開始應(yīng)用到航空航天、自動(dòng)化技術(shù)、生物學(xué)以及汽車工業(yè)等領(lǐng)域。②2005年以后,雷達(dá)信號處理領(lǐng)域的論文在核心期刊上登載的數(shù)量呈現(xiàn)出顯著持續(xù)的增長,盡管在2007年稍有回落,但總的趨勢是形成了雷達(dá)信號處理研究穩(wěn)步發(fā)展和提高的重要階段,并且研究領(lǐng)域延伸到了氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和水利水電工程等領(lǐng)域。③論文年代的分布表征出了雷達(dá)信號處理領(lǐng)域發(fā)展的模式和趨勢。由于雷達(dá)信號處理與數(shù)字化技術(shù)緊密相關(guān),近年來信號處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段的強(qiáng)化,帶動(dòng)了雷達(dá)信號處理領(lǐng)域的研究,使現(xiàn)代雷達(dá)信號處理系統(tǒng)向著數(shù)字化、軟件化、模塊化的方向迅速發(fā)展,應(yīng)用范圍也越來越廣。
2.2 論文期刊分布
表2列出了刊登雷達(dá)信號處理技術(shù)論文較多的幾種期刊類型的分布,由表2可以看出:①雷達(dá)信號處理領(lǐng)域研究論文分布在多種類型的期刊上,其中無線電電子學(xué)與電信技術(shù)最多,占總量的41.72%,這說明無線電電子學(xué)與電信技術(shù)類刊物是雷達(dá)信號處理技術(shù)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流與探討的主要場所。②大學(xué)學(xué)報(bào)類刊物排名次之,占總量的16.15%,說明高校系統(tǒng)在雷達(dá)信號處理的研究方面也扮演著重要角色。自然科學(xué)總論、軍事科技、自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、航空航天類刊物是與雷達(dá)信號處理密切相關(guān)的領(lǐng)域,隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)信號處理在軍事、科技等領(lǐng)域的應(yīng)用愈加深入和廣泛。③雷達(dá)信號處理的應(yīng)用還滲透到其他領(lǐng)域、行業(yè),如水利工程、農(nóng)業(yè)工程、天文學(xué)和地球科學(xué)等領(lǐng)域。
表3列出了發(fā)文量較多的10種期刊,①經(jīng)統(tǒng)計(jì),檢索得到的2 694篇論文分布在40種核心期刊中,平均每種期刊刊登67.35篇。其中,刊登40篇論文以上的核心期刊有10種,共刊載相關(guān)論文1 403篇,占論文總數(shù)的52.1%。②《現(xiàn)代雷達(dá)》以其發(fā)文量438篇高居榜首,《現(xiàn)代雷達(dá)》被總裝備部列為我國進(jìn)行國際交流的十大重點(diǎn)國防科技刊物之一,以刊登國內(nèi)先進(jìn)雷達(dá)技術(shù)為主。此外,《系統(tǒng)工程與電子技術(shù)》、《電子學(xué)報(bào)》、《電子與信息學(xué)報(bào)》三種無線電電子學(xué)和電信類期刊也發(fā)文在百篇以上,這說明以《現(xiàn)代雷達(dá)》等為首的電子類期刊對雷達(dá)信號處理技術(shù)的研究給予了充分關(guān)注。
2.3 關(guān)鍵詞詞頻分析
關(guān)鍵詞是為了文獻(xiàn)標(biāo)引工作從報(bào)告、論文中選取出來的用以表示全文主題內(nèi)容信息款目的單詞或術(shù)語[5],鮮明而直觀地表述文獻(xiàn)論述的主題。對文獻(xiàn)關(guān)鍵詞進(jìn)行分析,有助于了解研究領(lǐng)域的基本特點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容,揭示學(xué)術(shù)研究發(fā)展的動(dòng)向和發(fā)展規(guī)律。對2 694篇雷達(dá)信號處理研究論文的關(guān)鍵詞詞頻進(jìn)行統(tǒng)計(jì),列出詞頻排名前10位的關(guān)鍵詞如表4所示。
由表4可見,“合成孔徑雷達(dá)”出現(xiàn)頻率最高,另外9個(gè)詞語也是雷達(dá)信號處理研究中出現(xiàn)較多的關(guān)鍵詞。①合成孔徑雷達(dá)、激光雷達(dá)以及探地雷達(dá)是按照不同分類方法而得到的雷達(dá)種類。合成孔徑雷達(dá)是根據(jù)雷達(dá)信號處理的方式分類而得,激光雷達(dá)是根據(jù)雷達(dá)工作頻段分類而得,探地雷達(dá)是根據(jù)雷達(dá)的用途分類而得。②小波變換是雷達(dá)信號處理中常用的數(shù)學(xué)分析方法;脈沖壓縮是雷達(dá)系統(tǒng)的信號處理技術(shù);線性調(diào)頻是雷達(dá)信號處理中常用的信號形式;信噪比是衡量雷達(dá)性能指標(biāo)最重要的參數(shù)之一。③從以上關(guān)鍵詞的排名可以看出雷達(dá)信號處理領(lǐng)域研究的熱門內(nèi)容和主題主要集中在幾種不同類型的雷達(dá)研究和雷達(dá)系統(tǒng)常用的信號處理技術(shù)等方面。同時(shí),也可以看出這些研究熱點(diǎn)與近些年來計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān),依托于自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件和數(shù)字技術(shù),為各種信號處理理論在雷達(dá)信號處理中的應(yīng)用提供了可能。
3 作者統(tǒng)計(jì)及分析
3.1論文作者統(tǒng)計(jì)
通過對作者的分析,可以了解某領(lǐng)域的主要作者與核心作者群,有利于讀者了解某作者的研究情況,促進(jìn)學(xué)術(shù)研究與交流。①如表5所示,發(fā)文量最多的作者是張守宏(58篇),其次是保錚(50篇),梁甸農(nóng)(42篇)。從論文數(shù)據(jù)和發(fā)文可以看出,張守宏教授和保錚院士都在西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號處理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工作,這兩位作者之間合作關(guān)系比較密切,并在雷達(dá)研制領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。②列表中的作者大多數(shù)都是雷達(dá)信號處理相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)科帶頭人和專家,他們的機(jī)構(gòu)分布主要集中在西安電子科技大學(xué)、國防科技大學(xué)、北京理工大學(xué)等單位,與表7中作者機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相符合。
3.2 論文作者合著分布
在所統(tǒng)計(jì)的2 694篇論文中,共有作者4 104人,其中以第一作者身份發(fā)表的有1 885人。表6數(shù)據(jù)表明,參與雷達(dá)信號處理研究的作者較多,但平均發(fā)文量較少;論文以合著為主,占所有著作方式的94.4%,并且以2~4人合著居多,占所有著作方式的85.76%,此項(xiàng)數(shù)據(jù)說明,在此課題的研究中比較注重合作研究,由于著者之間的知識(shí)、專業(yè)不同,因此能從不同的角度觀察問題和解決問題,特別是跨專業(yè)的合作,能夠帶來許多新的觀點(diǎn)和解決問題的方法。
3.3 作者機(jī)構(gòu)分布
①筆者對作者所在機(jī)構(gòu)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,按第一作者所在機(jī)構(gòu)得到的分布情況為:高校發(fā)文量最多,高達(dá)2 003篇,占論文總數(shù)的74.4%,在所有機(jī)構(gòu)中占絕對優(yōu)勢;其次是科研院所,發(fā)文465篇,占論文總數(shù)的17.3%;公司、部隊(duì)等發(fā)文量較少,僅占1.7%。由以上數(shù)據(jù)可以看到,目前我國高等院校是雷達(dá)信號處理技術(shù)研究的主力軍。 ②限于篇幅,只列出發(fā)文量達(dá)到50篇以上的機(jī)構(gòu),如表5所示。發(fā)表論文最多的機(jī)構(gòu)是國防科技大學(xué),高達(dá)280篇;其次是西安電子科技大學(xué),發(fā)文226篇。在統(tǒng)計(jì)得到的135所高??蒲袡C(jī)構(gòu)中,表7所列的13所高校發(fā)文量較大,總計(jì)1 608篇,占論文總數(shù)的59.7%。③由機(jī)構(gòu)分布統(tǒng)計(jì)可以了解到研究單位在全國的全局分布,其中國防科技大學(xué)的電子科學(xué)與工程學(xué)院、西安電子科技大學(xué)的雷達(dá)信號處理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京理工大學(xué)雷達(dá)技術(shù)研究所、電子科技大學(xué)的極高頻復(fù)雜系統(tǒng)國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室、北京航空航天大學(xué)的ATR國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室雷達(dá)成像與圖像分析研究室、清華大學(xué)的電子工程系、中國電子科技集團(tuán)第十四研究所和第三十八研究所等機(jī)構(gòu)是雷達(dá)信號處理技術(shù)研究的核心機(jī)構(gòu)。
4 總結(jié)和展望
4.1文獻(xiàn)呈現(xiàn)的特點(diǎn)
以雷達(dá)信號處理領(lǐng)域最近十年間發(fā)表在核心期刊的文獻(xiàn)為統(tǒng)計(jì)依據(jù),通過對研究論文的統(tǒng)計(jì)分析,總結(jié)出雷達(dá)信號處理領(lǐng)域的文獻(xiàn)呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):
(1)分布集中。主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:發(fā)文期刊集中,41.72%的文章集中在無線電電子學(xué)與電信技術(shù)類雜志上;發(fā)文作者機(jī)構(gòu)集中,74.4%的作者來自高等院校;學(xué)科類別分布集中,78.8%的文章集中在電信技術(shù)類學(xué)科;研究層次集中,統(tǒng)計(jì)得到有1769篇文章集中在工程技術(shù)方面,占全部文章的65.66%。
(2)范圍廣泛。主要體現(xiàn)在雷達(dá)信號處理研究的應(yīng)用領(lǐng)域上,既有體現(xiàn)該技術(shù)在電信、軍事領(lǐng)域方面應(yīng)用的期刊文獻(xiàn),也有其在科學(xué)研究領(lǐng)域(如物理學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程等)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域(如地質(zhì)學(xué)、氣象學(xué)、船舶工業(yè)、汽車工業(yè)等)應(yīng)用的期刊文獻(xiàn),應(yīng)用范圍非常廣泛。
(3)發(fā)展良好。通過對已有研究論文的計(jì)量分析,從1980年至截稿日,以雷達(dá)信號處理為主題查詢,得到發(fā)表在核心期刊的論文共計(jì)3 608篇。其中本文研究的時(shí)間范圍是1999年~2008年的十年年限,發(fā)表文章為2 694篇,占總量的74.67%。通過對載文數(shù)量以及年代分布的分析表明,關(guān)于雷達(dá)信號處理領(lǐng)域的論文數(shù)量增長迅速,并且保持穩(wěn)定的增長勢頭,出現(xiàn)了一批載文較多的期刊和多產(chǎn)作者。可以看出,雷達(dá)信號處理技術(shù)正處在高速發(fā)展之中的應(yīng)用性較強(qiáng)的綜合學(xué)科階段,并且是當(dāng)前的熱門學(xué)科。
(4)綜觀統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)其中還存在著一些問題,如:作者人均發(fā)文量不高;分布極不平衡,主要集中在北京、西安、江蘇、哈爾濱等地區(qū);研究力量主要集中在高等院校,而科研院所和其他公司、企業(yè)等機(jī)構(gòu)發(fā)表的相關(guān)論文較少。
4.2雷達(dá)信號處理研究的發(fā)展趨勢
隨著信號處理理論的發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用以及各種學(xué)科之間的交叉綜合,雷達(dá)信號處理正日益成為雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的先鋒。從對已有文獻(xiàn)的計(jì)量分析,可以預(yù)測雷達(dá)信號處理研究論文的數(shù)量將繼續(xù)增加,研究從發(fā)展階段逐步走向成熟階段,新的作者群以及核心作者將逐步增加,并且逐步形成以高校和科研院所的科研人員為主的核心作者群。
根據(jù)對相關(guān)文獻(xiàn)的計(jì)量分析結(jié)果,綜合已收集的信息,總結(jié)出幾點(diǎn)雷達(dá)信號處理研究的發(fā)展趨勢:
(1)新的信號處理理論逐步進(jìn)入雷達(dá)信號處理領(lǐng)域。雷達(dá)信號處理向多功能發(fā)展,對信號處理理論的發(fā)展提出了新的要求,同時(shí)數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和各學(xué)科間的交叉滲透,信號處理理論在現(xiàn)代雷達(dá)中得到了廣泛的應(yīng)用:雷達(dá)自適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)智能化雷達(dá)系統(tǒng)的出現(xiàn);在雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別中,子波分析、模糊理論、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新的信號處理理論已經(jīng)被越來越廣泛地應(yīng)用;多參數(shù)SAR、干涉SAR、超寬帶SAR、激光SAR及小型化SAR等是當(dāng)前合成孔徑雷達(dá)(SAR)研究的一些主要熱點(diǎn)和發(fā)展方向;在對激光雷達(dá)新體制的探索工作中,多傳感器集成和多功能一體化設(shè)計(jì)及全固態(tài)化高效激光輻射源是目前研究的重點(diǎn)。
(2)現(xiàn)代雷達(dá)信號處理系統(tǒng)正向著數(shù)字化、軟件化、模塊化、智能化的方向迅速發(fā)展。從雷達(dá)信號處理運(yùn)算的復(fù)雜性程度提高的角度也可以反映其發(fā)展的歷程。有人按運(yùn)算次數(shù)和功能將雷達(dá)信號處理分成三類,即傳統(tǒng)信號處理、現(xiàn)代信號處理和先進(jìn)信號處理,其運(yùn)算分別對應(yīng)標(biāo)量運(yùn)算、矢量運(yùn)算和矩陣運(yùn)算,越來越復(fù)雜的運(yùn)算需要更先進(jìn)的處理結(jié)構(gòu)和算法來確保其實(shí)時(shí)性。除功能擴(kuò)充和運(yùn)算速度的不斷提高外,編程處理和模塊化也是現(xiàn)代雷達(dá)信號處理實(shí)現(xiàn)的重要方向。
(3)雷達(dá)信號處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正逐步拓寬和擴(kuò)大。雷達(dá)的應(yīng)用面是很寬的,既可以放在地面、軍艦和飛機(jī)上,也可以工作在導(dǎo)彈、衛(wèi)星和航天探測器上。雷達(dá)不僅成為軍事上必不可少的電子裝備,并且在洪水監(jiān)測、海冰監(jiān)測、土壤濕度調(diào)查、森林資源清查、地址調(diào)查等方面也顯示了很好的應(yīng)用潛力。用一部雷達(dá)代替多部雷達(dá)的功能,使一種雷達(dá)具有多種對抗能力,即多功能復(fù)合體制雷達(dá)[6]應(yīng)是發(fā)展重點(diǎn)之一。
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