IEEE TAP 历年高引文章名录(1952-2024)

2024-11-04 09:04   广东  

作者 | 方正,张宁,曹京涛

指导 | 陆凯


写在前面

今年是IEEE天线与传播学会(AP-S)成立的第75周年。自1949年成立以来,AP-S一直是天线和电波传播领域的领导者,汇集了该领域最优秀的学者群体。AP-S旗下的IEEE Transactions on Antennas and Propagation (TAP),作为领域旗舰期刊,集中了领域内最出色的学术成果。


2023年,为了庆祝创刊70周年(1952年),TAP官方推出了一篇高引文章回顾——IEEE TAP 70周年高影响力文章,收录并简要解读了21篇历史上的高引文章(自创刊以来,每十年选3篇)。鉴于 IEEE TAP 文章总量巨大(作者粗略手工统计,目前每年发表量在 1000 篇量级),21 篇精选显然看不过瘾。为此,我们整理了《IEEE Transactions on Antennas and Propagation 历年高引文章名录》,汇总了 1952-2024 年间每年在 IEEE Xplore 引用量最高的三篇TAP文章,共 216 篇。虽无法涵盖天线与传播领域全部学术成就,但能大体反映不同时期研究热点和重要理论 / 技术贡献。


统计结果

统计相关说明

1)归属单位划定:所涉及的文章中,明确标出通信作者时,按照通信作者所在单位记录。未标明通信作者、但能明显识别出PI(项目经费负责人)时,按照PI所在单位记录;未写明通信作者、且不易识别PI时,按照第一作者所在单位记录。


2)主题与特征划分:本着体现文章核心贡献点、尽量靠拢大类主题的选择,我们最终将本次文献调研的主题限定在二十余类。分类方式见仁见智,若有不当,敬请在后台指出。为了避免主题范围过宽,我们还补充了文献的关键特征。


研究主题变迁

本节将按照时间发展主线,回顾天线与传播领域的研究发展历程和研究主题变迁。


每十年内高被引文献对应的研究主题及出现频次。


纵观IEEE TAP的73 年来的主题分布,可看到研究重点从电磁理论到应用的转变,也可以看到从简单到复杂的趋势。


天线与传播领域的研究始于20世纪50年代,最初主要围绕电磁计算、电波传播和高增益天线展开。1950年代初,研究主要在军方和航空公司中进行,50年代中期起,美国的多所高校也加入了相关研究。早期的电磁计算主题中,学者们关注缝隙天线的阻抗、辐射特性以及电抗表面和衍射的计算问题。高增益天线方向上,透镜天线和反射面天线成为主要对象;在天线阵列研究中,低副瓣、窄波束特性逐渐受到关注。电波传播研究则集中在特定传播环境中对电磁波的影响,如地面、大气、海面等。50年代的一些基础研究不仅为后期的电磁仿真软件开发奠定了基础,也成为该领域发展过程中的重要基石。


1960至70年代,研究主题开始向更复杂的电磁问题转移,围绕非等间距布阵、多种电波传播环境下的电磁波特性展开研究,理论计算逐步发展成为分析实际场景的工具。与此同时,阿基米德螺旋天线、对数周期天线等宽带天线相继提出,适应了当时无线通信的需求。70年代,研究聚焦于自适应阵列和相控阵技术的应用,使天线在复杂环境中具备更强的性能。


1980年代,对贴片天线的研究和应用愈发蓬勃发展,其结构特性、阻抗匹配、极化等方面的研究推动了天线小型化的发展。此后20年间,电磁算法成为学术热点,矩量法、电场积分方程、MUSIC算法等计算方法逐渐完善,为复杂电磁问题的精确解提供了有力工具,推动了电磁仿真与计算的技术进步。


1990年代至21世纪初,研究方向逐渐扩展到优化算法、宽带天线和人工电磁结构领域,遗传算法、粒子群优化算法等用于天线设计的低副瓣优化、方向图优化等问题。宽带天线如微带天线、准八木天线和印刷槽天线等得到了广泛关注。人工电磁结构在21世纪初迅速发展,涉及电磁带隙结构、频率选择性表面、智能超表面等技术,为天线性能的提升开辟了新思路。


随着5G、6G等新一代无线通信技术的发展需求,21世纪的研究主题集中在天线解耦、MIMO天线和人工电磁结构等方向。研究者们探索了超材料解耦、共模差模去耦和陶瓷覆片去耦等技术,在MIMO天线的带宽、隔离度和极化特性上取得了显著进展。此外,随着智能化和小型化设备的普及,集成天线逐渐兴起,特别是在可穿戴设备、医疗应用中的可穿戴天线和医疗天线逐渐成为热点。在理论研究方面,轨道角动量成为新兴热点,期望这一概念的引入能够推动未来无线通信技术的进一步革新。


高引主题频次天梯图,左侧主题自上到下按照出现先后顺序排列。


超高引学者&机构

超高引学者

根据作者名字出现在高引文献榜单中的频次,我们额外选出3位“超高引学者”,单独记录。“超高引”学者的选择标准为,在名录上出现6次或以上。这三位学者分别是:


1)R. Harrington - 美国雪城大学,高引文献上榜6次,主要研究领域为天线理论和电磁计算。


2)D. Pozar - 美国马萨诸塞大学,高引文献上榜6次,涉及贴片天线和天线理论。


3)Y. Rahmat-Samii - 美国加州大学洛杉矶分校,高引文献上榜6次,涵盖电磁计算、贴片天线、人工电磁结构和优化算法。


超高引机构

另外,根据归属单位出现频次,我们也统计了6所“超高引研究机构”,它们在名录上的出现次数均大于等于7次。尽管超高引机构的数量仅为所有上榜机构的5%,但它们贡献了近25%的高引文章。


美国雪城大学 - 上榜10次。

美国加州大学洛杉矶分校 - 上榜10次。

美国俄亥俄州立大学 - 上榜9次。

美国休斯航空公司 - 上榜9次。

美国马萨诸塞大学 - 上榜9次。

美国伊利诺伊大学香槟分校 - 上榜7次。


小趋势

天线领域的华人学者:当前C位

根据本次调研数据,早期的高引文章几乎由美国高校和研究机构主导完成。这一现象符合历史客观规律,因为IEEE早期投稿的作者多来自美国,特别是1950-2000年间,美国学者在天线理论、电磁计算和天线设计等领域产出大量具有广泛影响的高引文章。


后来,随着IEEE启用电子投稿系统,越来越多其他国家的学者和研究机构参与其中。更突出的变化发生在过去二十年中,随着全球无线通信产业向亚太地区转移,天线领域的研究中,华人学者的比例显著增加。尤其在2012-2024年间,中国内地高校作为第一完成单位的高引文献频次逐年上升,占到了该期间高引文献的66.67%。华人学者已经成为该领域的“C位”,在全球天线与电磁领域中占据了重要地位。


合作成为主旋律

在天线与电磁领域,高引文献中的作者数量随年份显著增长。数据显示,从早期的单一作者主导逐渐转变为多作者协作。特别是在2010年之后,全球化协作和跨学科研究推动了作者数量的快速增长,这一趋势表明该领域的研究越来越依赖团队力量。

1952-2024年高引文献作者数量趋势图,每年取作者数量最多的一篇作为统计数。


历年高引文章汇总

结束语

作为天线领域的顶级期刊,IEEE TAP上发表的文章往往代表了该领域内最重要的研究主题。因此,通过追踪TAP历年研究热点的变化,可以清晰地展现该领域的发展脉络,以及近年来的技术趋势。


本次调研工作主要完成于2023年,起初是统计了1952年至2022年共计71年的历年前三高引文章;后于今年10月再次更新了2014-2024年近十年的数据,而更早的数据由于精力有限,恕不能一一校对。最后,我们给出了这份1952年至2024年历年高引文章榜单。


IEEE TAP 1952-2024历年高引文章汇总(本文中出现的图表均整理自梁国华教授研究组)。

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