程榮剛， 徐 青， 張林讓

(西安電子科技大學(xué) 雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710071)

0 引 言

美國(guó)麻省理工學(xué)院輻射實(shí)驗(yàn)室[1](林肯實(shí)驗(yàn)室前身)研制的雷達(dá)為二戰(zhàn)勝利發(fā)揮了關(guān)鍵作用，被評(píng)價(jià)為“雖然是原子彈結(jié)束了戰(zhàn)爭(zhēng)，但是贏得戰(zhàn)爭(zhēng)卻是依靠雷達(dá)”[2]。我國(guó)雷達(dá)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已處于跟蹤研仿向自主創(chuàng)新過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，雷達(dá)科技隊(duì)伍在加強(qiáng)雷達(dá)新體制、新理論、新方法及其應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)展了廣泛深入的研究，取得了豐碩的成果，其中雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室就是一個(gè)典型的縮影。雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托在西安電子科技大學(xué)，經(jīng)過(guò)40多年的建設(shè)與發(fā)展歷程，目前雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有信號(hào)與信息處理碩士點(diǎn)、博士點(diǎn)、博士后流動(dòng)站；擁有信號(hào)與信息處理國(guó)家“211工程”建設(shè)的重點(diǎn)學(xué)科；擁有各種信號(hào)產(chǎn)生、測(cè)試分析和數(shù)據(jù)采集用的先進(jìn)儀器設(shè)備；擁有注重基礎(chǔ)，面向需求，為共同目標(biāo)而努力奮斗的基礎(chǔ)扎實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的中青年學(xué)術(shù)骨干為主的科研隊(duì)伍?，F(xiàn)任學(xué)術(shù)委員會(huì)主任為中國(guó)科學(xué)院院士保錚教授，現(xiàn)任實(shí)驗(yàn)室主任為教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、國(guó)家杰出青年基金獲得者、原總裝備部雷達(dá)探測(cè)專(zhuān)業(yè)組專(zhuān)家劉宏偉教授。

雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的前身是保錚院士于1974年成立的數(shù)字信號(hào)處理研究小組。

1 數(shù)字信號(hào)處理研究小組的成立[3-5]

1973年10月，正在陜西眉縣“五七”干校勞動(dòng)的保錚，突然接到學(xué)校的通知，讓他去南京參加四機(jī)部召開(kāi)的一個(gè)重要會(huì)議。這個(gè)會(huì)議與進(jìn)口雷達(dá)有關(guān)。原來(lái)，當(dāng)時(shí)我國(guó)為解決國(guó)內(nèi)航空安全問(wèn)題，從法國(guó)湯姆遜公司(現(xiàn)名泰勒斯公司)進(jìn)口了5部LP-23航管雷達(dá)，但在當(dāng)時(shí)的國(guó)際環(huán)境下，因?yàn)榇嬖诩夹g(shù)封鎖，法國(guó)人拒絕出口航管雷達(dá)的“數(shù)字動(dòng)目標(biāo)分機(jī)”，該分機(jī)的功能是從雷達(dá)回波中消除固定雜波(如山、大建筑)，只把所需的動(dòng)目標(biāo)即飛機(jī)顯示出來(lái)。由于對(duì)華的技術(shù)禁運(yùn)，法國(guó)將航管雷達(dá)中數(shù)字信號(hào)處理部分去除。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)有關(guān)方面召開(kāi)了會(huì)議。參加會(huì)議的保錚看過(guò)法國(guó)人的方案，認(rèn)為該方案不盡完美，①設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，②限制持續(xù)發(fā)展，③欠缺實(shí)際通用性。保錚提出，中國(guó)雷達(dá)向數(shù)字信息處理實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用的轉(zhuǎn)變需全面，研制需通用，希望能以數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示器的研究、開(kāi)發(fā)與制造為契機(jī)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)與研制。

1974年末，國(guó)家將“0.2 μs數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示”的研制任務(wù)交給了西電，并撥付19萬(wàn)元的科研經(jīng)費(fèi)。學(xué)校接到任務(wù)后，支持由保錚牽頭，組建一支8人課題小組進(jìn)行攻關(guān)。

當(dāng)時(shí)，課題小組的科研條件相當(dāng)艱苦，幾乎是從零起步，需要彌補(bǔ)課題所需知識(shí)和研究所需設(shè)備兩方面的欠缺。為了解決這些實(shí)際困難，保錚決定先研制0.5 μs數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示器。在研制過(guò)程中，小組成員是缺什么就補(bǔ)什么，不懂?dāng)?shù)字電路，但要設(shè)計(jì)數(shù)字相消電路，就自學(xué)布爾代數(shù)、與非門(mén)等知識(shí)；國(guó)外對(duì)華禁售A/D模數(shù)變換器，小組成員就以比較器、運(yùn)算放大器等元器件為基礎(chǔ)自行研制；對(duì)于難以購(gòu)買(mǎi)的實(shí)驗(yàn)器件，小組成員就自己動(dòng)手在白紙上粘貼一根根黑色膠帶線來(lái)設(shè)計(jì)電路板、采用磁芯手工繞制存儲(chǔ)器件等。

經(jīng)過(guò)1年多的艱苦攻關(guān)，在保錚的帶領(lǐng)下，包括彭學(xué)愚在內(nèi)的8人課題小組終于在1976年秋成功研制出了頗具特色的0.5 μs數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示器。該數(shù)字化設(shè)備跟法國(guó)設(shè)備相比，實(shí)際性能更好更出色，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)，能從雷達(dá)回波中消除固定雜波(如山、大建筑)，只把所需的動(dòng)目標(biāo)即飛行器顯示出來(lái)。這項(xiàng)技術(shù)將數(shù)字技術(shù)充分地應(yīng)用到雷達(dá)中，能有效地解決當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)雷達(dá)的動(dòng)目標(biāo)顯示問(wèn)題(見(jiàn)圖1)。不久之后，課題小組又繼續(xù)突破了0.2 μs數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而研制出0.2 μs數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示器(MTI)，這不但打破了西方國(guó)家在雷達(dá)領(lǐng)域的技術(shù)封鎖，開(kāi)創(chuàng)了數(shù)字技術(shù)進(jìn)入我國(guó)雷達(dá)研制的先河，也進(jìn)一步擴(kuò)大了西電在全國(guó)的影響力，1980年獲得電子工業(yè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

圖1 1979年12月保錚等人調(diào)試設(shè)備

數(shù)字信號(hào)處理小組于1980年發(fā)展成為電子工程研究所。

2 電子工程研究所的發(fā)展

1978年后，為研制數(shù)字動(dòng)目標(biāo)顯示而成立的8人科研小組迅速發(fā)展，并將推廣數(shù)字信號(hào)處理在雷達(dá)中的應(yīng)用作為研究方向，先擴(kuò)充為研究室，繼而又?jǐn)U大為電子工程研究所(見(jiàn)圖2)。

圖2 電子工程研究所成立大會(huì)

在保錚的主持下，雷達(dá)信號(hào)處理研究一直處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，雷達(dá)領(lǐng)域內(nèi)的尖端技術(shù)一項(xiàng)接一項(xiàng)地被攻破。1982年，研制出了我國(guó)第一臺(tái)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器[6]，獲1985年電子部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。同年，研制出自適應(yīng)天線旁瓣相消系統(tǒng)[7]，獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

1984年，彭學(xué)愚與保錚、張守宏一起在電子學(xué)報(bào)和國(guó)際雷達(dá)會(huì)議發(fā)表了“動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)雷達(dá)抑制氣象雜波的研究”[8]一文。動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器和該論文都榮獲了電子部科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

1989年，研制了我國(guó)第一臺(tái)可編程雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)[9]，獲電子工業(yè)部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

1991年在電子工程研究所的基礎(chǔ)上建立了雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(見(jiàn)圖3)。

圖3 雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立大會(huì)

3 雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)[10-16]

1991年4月23日正式立項(xiàng)，在邊建設(shè)邊運(yùn)行的建設(shè)原則指導(dǎo)下，實(shí)驗(yàn)室于1995年9月23日～25日通過(guò)了原國(guó)防科工委和原電子部組織的驗(yàn)收，并正式投入運(yùn)行。2004年，實(shí)驗(yàn)室獲得拓展提高項(xiàng)目支持，總投資人民幣4 710萬(wàn)元，其中設(shè)備費(fèi)4 448.97萬(wàn)元。通過(guò)二期建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室擁有的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備條件得到了進(jìn)一步的改善，科研場(chǎng)地也由原來(lái)的2 949 m2擴(kuò)展到現(xiàn)在的5 200 m2。

3.1 歷年評(píng)估

雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展數(shù)字信號(hào)處理研究的單位之一，30多年來(lái)結(jié)合國(guó)防需要，將先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用于各類(lèi)雷達(dá)，對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)雷達(dá)的發(fā)展起了重要作用，受到總裝各部領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)和雷達(dá)裝備研制部門(mén)的重視。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室在信號(hào)處理理論和方法研究方面，結(jié)合研究生培養(yǎng)做了大量基礎(chǔ)性和前沿性的工作。2000年和2003年重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估中成績(jī)?yōu)閮?yōu)秀；2009年重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估位列25個(gè)參評(píng)實(shí)驗(yàn)室第8名；2013年重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估位列23個(gè)參評(píng)實(shí)驗(yàn)室第5名。

2014年，以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為主體的“信息感知技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心”通過(guò)國(guó)家“2011計(jì)劃”認(rèn)定，位列行業(yè)產(chǎn)業(yè)類(lèi)第一[17]，進(jìn)一步奠定了學(xué)校在全國(guó)高校中突出的雷達(dá)國(guó)防科研特色優(yōu)勢(shì)地位。

3.2 人才隊(duì)伍建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)精神，注重基礎(chǔ)，面向需求，形成了一支為共同目標(biāo)而努力奮斗的基礎(chǔ)扎實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的中青年學(xué)術(shù)骨干為主的研究隊(duì)伍?，F(xiàn)有教職工62人，其中中科院院士1人，教育部“長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授”2人，國(guó)家杰出青年基金獲得者2人，中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng)獲得者1人，“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才1人，科技部中青年領(lǐng)軍創(chuàng)新人才1人，教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”青年學(xué)者1人，“長(zhǎng)江學(xué)者講座教授”1人，“千人計(jì)劃”2人，“青年千人”1人，國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)青獲得者3人，國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體1個(gè)，教育部“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”1個(gè)，教育部跨/新世紀(jì)人才12人，陜西省有突出貢獻(xiàn)專(zhuān)家1人，陜西省“三秦學(xué)者”特聘教授1人，陜西省青年科技新星5人，享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼6人。教授27人(博士生導(dǎo)師32人)，副教授、高工30人。教師中具有博士學(xué)位57人。

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有近400多名碩士生、100多名博士生和近10名博士后在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和工作。實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)活動(dòng)與科研緊密結(jié)合，已培養(yǎng)的博士和碩士研究生理論基礎(chǔ)扎實(shí)，科研能力強(qiáng)，受到各界普遍好評(píng)。培養(yǎng)的博士生中有4人獲全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文，5人獲全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文提名，10人獲陜西省優(yōu)秀博士學(xué)位論文。

3.3 學(xué)科建設(shè)

實(shí)驗(yàn)室是承擔(dān)雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域基礎(chǔ)性研究任務(wù)的國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)也是“信號(hào)與信息處理”國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科的科研、教學(xué)基地和依托單位，設(shè)有碩士點(diǎn)、博士點(diǎn)和博士后流動(dòng)站。該學(xué)科在2002年和2007年的教育部國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科評(píng)估中兩次均名列全國(guó)“第一”，其所在的一級(jí)學(xué)科“信息與通信工程”在2012年全國(guó)第三輪一級(jí)學(xué)科評(píng)估中名列全國(guó)“第二”。

3.4 科研平臺(tái)構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)室擁有各種信號(hào)產(chǎn)生、測(cè)試分析和數(shù)據(jù)采集用的先進(jìn)儀器設(shè)備以及電子系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)手段，開(kāi)發(fā)定制了系列實(shí)驗(yàn)雷達(dá)，具有自主開(kāi)展試驗(yàn)的能力，實(shí)驗(yàn)條件和工作環(huán)境好。實(shí)驗(yàn)室建立了供國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流與合作平臺(tái)，為科研人員和學(xué)生提供了良好的學(xué)術(shù)氛圍和環(huán)境。各研究組定期學(xué)術(shù)討論，為學(xué)生研究視野的拓展和研究能力的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.5 取得成果

實(shí)驗(yàn)室根據(jù)國(guó)防建設(shè)需要，結(jié)合學(xué)科發(fā)展，開(kāi)展科學(xué)研究活動(dòng)，承擔(dān)并完成了一批國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目。包括國(guó)家科技預(yù)先研究項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家/國(guó)防“973”和“863”高技術(shù)項(xiàng)目等課題；積極與有關(guān)廠、所合作，眾多科技成果已在雷達(dá)中得到應(yīng)用，比如1983年研制的雷達(dá)信號(hào)模擬器；1991年研制的獲機(jī)械電子部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的數(shù)字旁瓣相消器；1995年研制的獲電子部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)的時(shí)空二維自適應(yīng)信號(hào)處理系統(tǒng)?？萍汲晒@省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)有45項(xiàng)，其中全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，國(guó)家科技進(jìn)步二、三等獎(jiǎng)5項(xiàng)，國(guó)防技術(shù)發(fā)明特、一、二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。

4 結(jié) 語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)驗(yàn)室按照“基礎(chǔ)研究為本，密切聯(lián)系實(shí)際，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)智慧”的工作指導(dǎo)思想，在我國(guó)著名雷達(dá)專(zhuān)家保錚院士的帶領(lǐng)下，重視源頭創(chuàng)新，面向國(guó)際學(xué)術(shù)前沿，面向國(guó)防重大需求，開(kāi)展雷達(dá)系統(tǒng)及信號(hào)處理領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究及關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等研究工作，為我國(guó)雷達(dá)系統(tǒng)理論發(fā)展和研制水平提升做出了突出貢獻(xiàn)，已成為我國(guó)雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域重要的理論創(chuàng)新、科學(xué)研究、技術(shù)輻射和人才培養(yǎng)基地。

參考文獻(xiàn)(References)：

[1] 史仁杰.雷達(dá)反導(dǎo)與林肯實(shí)驗(yàn)室[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2017,29(11)：1781-1799.

[2] 唐 琳.林肯實(shí)驗(yàn)室：國(guó)家安全的守護(hù)神[J].科學(xué)新聞,2013(10)：40-41.

[3] 劉 洋,黃麗萍.雷達(dá)“裁判長(zhǎng)”保錚[N].中國(guó)科學(xué)報(bào),2014-04-04(10).

[4] 張守宏：小興趣引領(lǐng)出50載雷達(dá)人生[N].西安日?qǐng)?bào),2016-09-13(6).

[5] 【西電往事】吳順君：我與雷達(dá)的一生“邂逅”[EB/OL].西安電子科技大學(xué)綜合信息服務(wù)網(wǎng),2017-02-16.

[6] 西電故事—85歲彭學(xué)愚：1982年參與研制出中國(guó)第一臺(tái)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器[EB/OL].西安電子科技大學(xué)搜狐公眾平臺(tái),2017-05-09.

[7] 保 錚.自適應(yīng)天線旁瓣相消的幾個(gè)主要問(wèn)題[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),1980(4)：3-19.

[8] 保 錚,彭學(xué)愚,張守宏.動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)雷達(dá)抑制氣象雜波的研究[J].電子學(xué)報(bào),1984(1)：30-36.

[9] 吳順君.一種高性能的可編程雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),1987(1)：16-25.

[10] 李 春.雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[J].技術(shù)與創(chuàng)新管理,1999(1)：28.

[11] 西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號(hào)處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室介紹[J].學(xué)位與研究生教育,1993(6)：16.

[12] 林曉雪.記西安電子科技大學(xué)國(guó)家雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[N].陜西日?qǐng)?bào),2009-10-22.

[13] 西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2017(4)：I0003-I0004Ⅰ-Ⅱ.

[14] 實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介[EB/OL].西安電子科技大學(xué)電子工程研究所雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2008-11-07.

[15] 西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號(hào)處理國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介[J].雷達(dá)學(xué)報(bào),2012(3)：214.

[16] 雷達(dá)信號(hào)處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要儀器設(shè)備[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),1997(S1):121.

[17] 信息感知技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心通過(guò)“2011計(jì)劃”認(rèn)定[EB/OL].西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院,2014-10-23.