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關鍵詞:電子信息工程 電路 就業 學習
一、電子信息工程專業學習內容
電子信息工程專業主要是學習基本電路知識,并掌握用計算機處理信息等方法。電子信息工程專業,第一,要有堅實的數學知識,同時對物理學的要求也很高,并且主要是電學方面。電子信息工程專業需要學習很多電路知識、電子技術、信號與系統、計算機控制原理、通信原理等基本課程。學習電子信息工程還需要自己動手設計,加入一些電路,基于計算機進行實驗,對操作能力和使用工具的要求也是比較高的。例如,自己連接傳感器的電路,通過計算機建立小型通信系統,還會參觀一些大公司的電子和信息處理設備,理解手機信號、有線電視是如何傳輸的等等,并能有機會在老師指導下參與大的工程設計。學習電子信息工程,要求學生喜歡思考問題,善于動腦筋發現問題。
隨著社會不斷的信息化,大多數行業需要電子信息工程專業人員,工資是非常高的。學生畢業后可以從事電子設備和信息系統的設計、應用開發和技術管理等。例如,做電子工程師,設計和開發一些電子和通訊設備,做軟件工程師,設計和開發各種相關軟件和硬件;做項目主管,策劃一些大的系統,這就要求有充足的經驗和知識,還可以繼續學習成為教師,從事科研,等。中國IT行業開始了將近十年,很年輕。人們總是高度關注新鮮事物,關注新朝陽產業。正是因為這一原因,計算機專業迅速成為高校的熱門專業,很多同學為了能踏入電子信息工程領域而擠破了頭,努力向這一目標奮進,有些人出于興趣,有些是為了謀生而掌握一項技能,還有的是希望在未來能夠取得更快更好的發展。
二、電子信息工程專業學習目標
與前幾年計算機專業的火爆相比,近年來,人們對這個專業的選擇趨于一個理性和客觀的態度。學生和父母考慮更多的是一種基于更有利于個人長遠自我發展的出發點,作為一個大學生,我們必須在畢業前掌握下列知識和技能。
較系統地掌握本專業領域寬廣的技術基礎理論知識,適應電子和信息工程方面廣泛的工作范圍;掌握電子電路的基本理論和實驗技術,具備分析和設計電子設備的基本能力;掌握信息獲取、處理的基本理論和應用的一般方法,具有設計、集成、應用及計算機信息系統的基本能力;了解信息產業的基本方針、政策和法規,了解企業管理的基本知識;了解電子設備和信息系統的理論前沿,具有研究、開發新系統、新技術的初步能力;掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力。.掌握計算機電子技術所必須的基本知識基本理論和原理;掌握電子產品的一般生產工藝具有電子產品生產管理能力;掌握電子電器類維修焊接技術具有按工藝文件完成復雜產品的全部裝接焊接能力;具有熟練使用和維護常用電子儀器儀表的能力和按高度文件調試設備排除故障的能力;具有電子工程的現場安裝與調試基本能力。
三、就業展望
由于信息時代的到來,據推測,在相當長的一段時間內,此類人才仍將供不應求。據調查,現階段對于電子信息工程人才的需要量十分巨大,電子信息工程專業,對緩解當前該類人才的供需矛盾是非常必要的。電子信息工程專業的就業方向有以下幾種:
1.電子系統方向(原雷達工程專業)
本專業方向依托電路與系統國家重點學科(博士和碩士點)和雷達 信號處理國防科技重點實驗室,面向雷達和通信等行業重點培養學生的電子系統設計能 力,掌握雷達、通信等電子信息系統信號的產生、獲取、傳輸、處理和系統控制等方面 的基礎理論和專業知識。畢業生可以從事雷達、導航、通信、制導等各種電子信息系統 的研究、設計、制造和管理工作,或報考本專業相關學科的碩士研究生。
2. 信息處理方向(原信息工程專業)
本專業方向依托信號與信息處理國家重點學科(博士和碩士點)和 雷達信號處理國防科技重點實驗室及超高速電路設計與電磁兼容教育部重點實驗室處理研究和開發領域重點培養學生的信息處理理論研究及其信息處理的軟、 硬件設計能力,掌握電子信息系統的信息獲取與處理等方面的基礎理論和專業知識。畢 業生可以從事各種信息處理系統的研究、設計、制造和管理工作,或報考本專業相關學 科的碩士研究生。
3.空天電子技術方向
本專業方向是為適應空間科學與應用迅速發展而設立的寬口徑專業方向,面向航天電 子信息領域重點培養學生的微波遙感及其信息處理的軟、硬件設計能力,掌握空間電子 信息傳輸與處理、深空探測等方面的基礎理論和專業知識。畢業生可從事空間科學與應 用和航天電子信息系統的研究、設計、制造和管理工作,或報考本專業相關學科的碩士 研究生。
4.電磁場與微波技術方向
向依托電磁場與微波技術國家重點學科(博士和碩士點)和天線與微波技術 國防科技重點實驗室,面向電磁場與微波技術領域重點培養學生的天線、微波、電波傳 播和電磁兼容的設計、仿真及測量能力,掌握電磁場與電磁波、天線與微波技術、電磁 兼容原理與技術等基礎理論和專業知識。畢業生可從事天線、電磁場與微波技術及其應 用系統的研究、設計、制造和管理工作,或報考本專業相關學科的碩士研究生。
1、eda技術的含義及應用現狀
所謂eda技術,就是電子設計自動化(electronic design automation)的縮寫,在20世紀90年代初從計算機輔助設計(cad)、計算機輔助制造(cam)、計算機輔助測試(cat)和計算機輔助工程(cae)的概念發展而來的。eda 技術就是以計算機為工具,設計者在 e-da 軟件平臺上,用硬件描述語言hdl完成設計文件,然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。是計算機信息技術、微電子技術、電路理論、信息分析與信號處理的結晶,也是現代電子工程的最重要的應用技術。
自從該技術研發至今,已經得到了廣泛的應用,現在對eda的概念或范疇用得更加寬。包括在機械、通信、電子、航空航天、礦產、化工、醫學、生物、軍事等各個領域,都有eda的應用,這種技術的應用不僅得到了良好的效果反饋,也為所在的領域的發展起到了極大的促進作用。同時,eda在教學、科研、產品設計與制造等各方面發揮著重要的作用,因其包含的技術的先進性,致使其相關的產品的研發有很大的技術研究價值。在技術教學方面,現在幾乎所有理工科類的高校都有開設了eda課程,成為了理工科的學生,尤其是電子類專業的學生必修的科目,也是學生們了解目前的科研方向和市場動向的一個有效的途徑。主要的目的是讓學生了解eda的基本概念和基本原理、掌握用hdl語言編寫規范、掌握邏輯綜合的理論和算法、使用 eda 工具進行電子電路課程的實驗驗證并從事簡單系統的設計。一般學習電路仿真工具(如multisim、pspice)和pld開發工具(如 altera/xilinx 的器件結構及開發系統)。科研方面主要利用電路仿真工具(multisim或pspice)進行電路設計與仿真,可以在儀器和工具的設計階段有效的解決各種電路的假設與試驗,大大的提高了設計人員的工作效率;利用虛擬儀器進行產品測試,作為流水線的一個重要環節的產品測試,對于該技術的應用也有著非常重要的意義;將cpld/fpga器件實際應用到儀器設備中;從事pcb設計和asic設計等。在產品設計與制造方面,包括計算機仿真,產品開發中的eda工具應用、系統級模擬及測試環境的仿真,生產流水線的eda技術應用、產品測試等各個環節可以大大的提高流水線的作業效率,節省了人工。eda軟件經過多年的發展,其功能也日益強大,原來功能比較單一的軟件,現在增加了很多新用途,極大的豐富了軟件的作用。如 autocad軟件可用于機械及建筑設計,也擴展到建筑裝璜及各類效果圖、汽車和飛機的模型、電影特技等領域,隨著未來該技術的發展,其應用的范圍必將越來越廣泛。
2、eda技術的特點
eda技術之所成為今天電子信息工程中的重要技術,具有“自頂向下(top—down)”的設計程序,這種設計程序的最大特點就是改變了以往的軟件程序的設計思維,也就確保設計方案整體的合理化;由于eda采用高級語言描述,有語言公開可利用、描述范圍廣、可以系統編程和現場編程等特點;該軟件的自動化程度高,所以可以進行各級的仿真、糾錯和調試工作,大大的提高了工作效率和準確度。這些特點也eda技術得到廣泛的應用的重要原因。
3、eda技術的作用
eda技術中的溫度分析和統計分析功能可以分析各種溫度條件下的電路特性,便于確定最佳元件參數、最佳電路結構以及適當的系統穩定裕度,真正做到電路特性的優化設計。
在進行電路測試時,測試的結果會受到諸多因素的影響,從而導致其準確度受到影響,另外由于受到測試手段和儀器精度限制,測試的時候會出現很多技術問題,這種情況下dea技術,就可以依據其全功能測試解決數據測試和特性分析的問題,大大的提高了應用的效率。
4. eda常用軟件
eda軟件發展很快,目前被我國廣泛應用的有:multisim7 (原ewb的最新版本)、pspice、orcad、pcad、protel、viewlogic、men-tor、graphics、synopsys、lsiiogic、cadence、mi-crosim 等等。但是很多軟件的應用技術具有專門性的特點,使得其應用范圍大大的受限,所以下面簡單介紹一下pcb設計軟件、ic 設計軟件、pld設計工具及其它eda軟件的常見種類。
4.1pcb設計軟件
pcb(printed-circuit board)設計軟件是最早的基于 eda 技術的軟件之一,經過多年的發展更是種類繁多,常見的如 protel、orcad、viewlogic、powerpcb、cadence psd、mentorgrap-hices 的 expedition pcb、zuken cadstart、win-board/windraft/ivex-spice、pcb studio、tango、pcbwizard(與livewire配套的pcb制作軟件包)、ultiboard7(與 multisim2001配套的pcb制作軟件包)等等。
4.2ic設計軟件
ic設計工具也很多,asic設計領域有名的軟件供應商主要有 cadence、mentor graphics和synopsys。中國華大公司也提供 asic設計軟件(熊貓2000)。
4.3pld設計工具
pld(programmable logic device)是一種由用戶根據需要而自
轉貼于
接下來的兩年多時間,是緊張而充實的。
企業調研,實踐專家訪談會,形成一體化課程規范,編寫、修改、完善工作頁,開展試點教學……電子技術應用專業一體化課程開發小組橫跨北京、天津、珠海、成都等地,開展了一系列工作,取得了階段性的成果。如今,一體化教學在這6所試點院校的電子技術應用專業試點班中順利推進,起到了良好的示范作用。
2013年冬,電子技術應用專業課程開發小組暨試點院校代表,在北京舉行了一體化課程教學改革階段性總結研討會。回顧兩年多來的探索,有挑戰有成就,有汗水有笑容,有挫敗有堅持,每一張工作頁忠實地記錄下一體化課改之路上的每一次探索與突破、每一步思考與實踐。
探索之路:規程指引,規范推進
電子技術應用專業一體化課程開發小組順應企業人才需求和行業發展需求,嚴格按照一體化課程開發技術規程開展工作,形成了人才培養層次包括中級、高級以及預備技師在內的一體化課程規范,編寫了從第一學期到第四學期的工作頁,并對課程規范和工作頁進行了審定、完善、修改,得到人社部一體化教學方法專家的認可后在試點院校進行試點教學。
截至目前,試點班基本上完成了“電子產品組裝”“電氣布線”“電子設備安裝”“模塊電路裝配與調試”“電子產品制作與調試”5門一體化課程中“2.1聲道有源音箱組裝”“套房線路安裝”“舞臺燈光系統的安裝與調試”等20多個學習任務的學習,部分試點校根據教學條件和教學實際情況,完成了其中的大部分任務。每個學習任務都是按照一體化教學要求的資訊、決策、計劃、實施、驗收及評估6個步驟完成,通過以典型產品為載體、以工作過程為主線、以學生為主體、教師為主導的教學模式,將專業理論知識有機融合到具體的學習任務中。
為了保障一體化教學試點工作的順利開展,試點學校在教學過程中,強化教學管理,加大投入,確保試點教學工作的順利開展;完善學校教學和教師管理配套措施,適時進行一體化教學示范課、公開課等活動;加強一體化課程試點班日常教學的管理,通過內、外部質量督導加強教學過程的檢查和督導。
改革如同一塊石子投入平靜的湖面,激起陣陣漣漪,通過這些舉措,一體化課程教學改革的熱力輻射到了試點學校全校上下,一體化課程教學改革逐漸成為這些學校轉變技能人才培養模式的重要抓手和推動技工院校改革發展的重要措施,給教育教學帶來了無限活力。
課改成效:教學相長,多方共贏
評估一體化課改的成效,是一體化課改的一個重要研究領域。電子技術應用專業一體化課程開發小組6所試點院校也在一體化課改成效方面有了諸多發現。
一體化課改的第一受益人是學生。天津電子信息高級技術學校在試點班與非試點班總體成績對比分析中發現,實施一體化教學改革模式班級學生的成績分布較均勻,而傳統教學模式班級學生成績兩極分化情況嚴重,不利于班級整體成績的提高。這一發現與人社部組織的“技工院校一體化課程教學改革評價研究”課題研究成果相印證。在試點班學生整體成績提高的背后,是學生學習狀態的根本改變――學習興趣顯著提高,學生真正參與到學習中,特別是極大地調動了后進生的學習積極性,整個班級的學習氣氛和紀律較普通班有所改善;以及學生綜合能力的全面提升――學生的口頭表達、交際能力等綜合素質得到提升,參加全國技能大賽成績顯著。
而與一體化課改進程同步成長的,就是教師。對于習慣了傳統教學模式的教師來說,適應并積極推進課改,并不是一個讓人“舒服”的過程。然而教師一旦突破了自身的教學定勢,則會發現教學進入了另一個境界。參與一體化課改的教師都明顯感覺到,通過學中教、教中學,自己的知識面明顯擴大,教學把控能力顯著增強,在材料整理和總結方面明顯優于其他課程的教師。同時,參與一體化課改的教師也給試點院校的整個師資隊伍帶來了新鮮空氣。試點院校電子教研組的一體化課改教研工作帶動了學校其他專業教研組紛紛加入到一體化的研究和應用中,促進了全校教學教研工作的有效開展。一體化教師在教學方法上不斷創新,也為傳統教學模式提供了新的思路。例如珠海市技師學院在實施教學的過程中采用了人“云”結合、擴散式的教學方法,人“云”結合的含義有兩層:一是指學生獲取知識的途徑方式的“云”化;二是指學生與人溝通的“云”化。
師生雙方的轉變,也使曾經讓不少中職教師頭疼的師生關系發生了根本性的變化。師生互動增強,教師通過課堂交流、課后座談等多種方式,花更多的時間與學生待在一起,交心、談心,及時了解學生的心理動態,建立了融洽的師生關系。
這些教育教學層面的一點點變化匯聚起來,最終對試點院校產生了不可忽視的推動力量。課改推動了各試點校一體化教學硬件水平不斷提高,教學成果不斷顯現,電子技術應用專業建設和示范校建設工作獲得助力。同時,一體化教學吸引了企業與院校合作。北京電子信息高級技工學校與航天電子和北京北廣科技等7家企業合辦定向培養班,校企合作共同開發一體化教學的典型工作任務、課程標準、學習工作頁、評價方案,建設學習工作站等,2013年該校定向班招生規模超過400人。
深入推進:改革在繼續
這次的電子技術應用專業課程開發小組一體化課程教學改革階段性總結研討會,也是一場圍繞課改下一步工作如何開展進行探討的“頭腦風暴”。
大家認為目前在電子技術應用專業課程開發中,還存在以下一些現實問題需要解決。例如由于地域和學校差異等原因,學生工作頁并不能完全適應各個學校的實際情況,教材知識銜接不夠緊密,學生工作頁有待修改及進一步完善;教學資源,特別是網絡資源以及教學設備還需完善,一體化教師還需多參加培訓;教學成本較高,學生制作成果如何合理利用等問題還需要深入探究。
針對課改中的難題與挑戰,與會的教師們也提出了許多有價值的對策與建議。例如加強課程頂層設計和統籌規劃,完善每門課程的知識結構以及課程內容之間的有序銜接;加強校際交流,定期互派教師進行教學交流,開展教研、教學觀摩、共同備課等工作,學生之間開展技能競賽與展示活動;從政策層面給予一體化教師以傾斜和支持等。
改革的道路從來不是一馬平川,但有付出就會有收獲。參與電子技術應用專業課程開發的6所試點院校已經初嘗改革的益處,紛紛表示,一體化課改為學校提供了新的教學方法和教學思路,也更加堅定了他們深入開展一體化課改的決心和信心。
試點院校談一體化課改
我們通過教學對比發現,一體化試點教學班的學生發展更均衡,在技能比賽中更有優勢。同時,在實施過程中也發現一體化教學在學習任務討論內容的時效、學生自主學習的習慣、學習任務實施時間的把握等三個方面存在困惑,需要不斷深化校企合作,不斷加強師資隊伍建設,讓兼職教師參與到一體化教學中來。
――天津電子信息高級技工學校 李愛麗
通過實施一體化教學,對學校教學促成了四個變化。一是教學組織形式由滿堂灌輸知識轉換到啟發式教學,教師由授課的主體轉換為組織、引導的角色,學生由被動轉化到主動實踐來;二是學生學習熱情和參與度由被動轉為主動,增強了團隊協作;三是教學手段和呈現方式增加了感性認識;四是師生關系更加融洽。
――江西省電子信息技師學院 方 軍
我們通過分析學生,采用循序漸進的教學思路,針對不同教學任務活用六步法、四步法組織教學,過程實施利用小組討論、角色扮演等微觀教學法提高效果,采用Expert Choice 等軟件優化教學評價;通過塑造工學結合的教學環境,聘請企業專家到校指導教學、引入6S 的管理要素強化學生的職業素質,打造對接崗位的教學內容和實訓環境,促使學生“零距離”上崗。
――珠海市技師學院 梁國均
我們每54學時實施一個學習任務,在教學過程中強調知識與技能的實用性;通過開展過程性考核、學習能力測評、企業實習評價形成完整的評價系統。通過組織教學,學生的專業能力、方法能力、社會能力得到強化,課堂秩序得到改善,教學方法得到改進,師生關系更加融洽,加快了教學改革,推進了示范校建設,打造了優秀的師資隊伍。
――成都市技師學院 馮 松
在一體化教學中,師資是重要的因素,對承擔一體化教學的教師綜合能力要求很高,老教師、新教師一般都不合適。學校經過開展一體教學,教師的教育理念、教學模式和方法都得到了不同程度的提升;學生的學習熱情和自主意愿提高,綜合能力得到提升。與傳統教學相比,一體化教學效果呈現出明顯優勢。
――襄陽技師學院 朱周春
【關鍵詞】米波雷達 多徑干涉 合成導向矢量 MUSIC算法
1 引言
米波雷達的工作波長一般在l~10米(30~300MHz的工作頻率),又稱VHF雷達。在雷達技術發展初期,大多數早期雷達都工作在該頻段。但隨著對雷達探測性能需求的不斷提高,米波雷達由于其波束寬度較寬、測量精度不高、易受到如電臺、電視臺、電氣鐵路等公用設施的干擾等原因,一度被認為是一種性能較差的雷達,其發展受到一定程度的限制。
然而,近年來隱身技術、反輻射導彈(ARM)、技術的發展已越來越受到世界各國的高度重視,它們對現代雷達也已構成了重大的威脅,而米波雷達由于具有反隱身和抗反輻射導彈等的潛在性能,又重新引起了人們的關注。目前的隱身技術主要是通過采用外形設計和吸波材料涂覆等技術來減少雷達反射面積以達到隱身的作用。而這些技術對波長較長的米波作用很小,因為米波的波長與飛機等目標的整體尺寸相當,由于工作在機體共振區,決定散射強度的主要是目標的整體尺寸,通過控制目標表面的形狀來實現隱身的效果十分有限;同時,米波較長的波長也要求飛機吸波材料的涂覆需達到十幾厘米的厚度,這也是現實中難以實現的。因而,米波段具有良好的反隱身性能。此外,米波頻段還具有抗反輻射導彈(ARM)的優勢,這是因為如果ARM要具備截獲波長很長的米波雷達的能力,其天線規模要求較大,這會超出導彈自身尺寸的限制,因此,米波雷達也具有良好的抗反輻射導彈的能力。
正是由于米波雷達在這些面的突出優勢,正成為新一代雷達發展的熱點。但同時,米波段頻段的特點決定其在低角目標探測這一方面具有比其他波段更大的難度。這是因為米波雷達由于波束較寬而“打地”引起波束分裂,會受到地面、海面等地形因素引起的多徑干涉效應,這會大大降低雷達在低仰角的測高精度,嚴重時甚至會完全喪失跟蹤測量能力。因而,提高米波雷達測角精度是米波雷達亟待解決的關鍵技術和研究難點。這也正是本文重點探討的內容。
2 米波雷達回波的多路徑反射模型
米波雷達的多路徑反射模型如圖1所示。圖中ha是雷達天線中心高度,ht是目標T的飛行高度,R是雷達與目標的水平距離,Rd是雷達與目標的斜距。θ1和θ2是目標及其鏡像相對于雷達的仰角,Ri是由地面產生的多徑傳播距離。雷達接收到的回波信號,除包含目標直接反射回來的信號,還包括目標通過多徑方式傳播回來的信號。
由上面米波雷達的多徑反射模型可以看出,雷達接收信號是直達波和多徑反射波的合成信號。直射波和反射波經過的路徑長度不等,到達天線的時間也不同,導致這兩信號的相位和幅度不同,因而合成信號的空間包絡呈現出多徑干涉引起的調制形狀。多徑信號的相位和幅度差異也與反射面性質有關,不同的地形因素反映在復反射系數ρ上。
可見,在存在多徑反射的情況下,如采用傳統的雷達測高方法,如和差測角或多波束比幅測角等,測角結果將指向真實目標和鏡像目標之間,產生測高誤差,影響測量精度。
3 基于合成導向矢量的超分辨測高算法
由上述多徑反射模型可知,米波雷達測高的關鍵在于從包含了直達波和多徑反射波的雷達回波信號中分解出信源的角度,即是一種信號分類的問題。多年來,人們對基于特征分解的超分辨率空間譜估計算法進行了廣泛深入的研究,多信號分類(MUSIC)算法即是一種高效的處理方法。需要提出的是,經典的MUSIC算法對于非相干信號具有很好的方向分辨特性,但是隨著信號源之間相關性的增強,MUSIC算法的性能逐漸惡化。而米波雷達接收到的直達波信號與多徑反射信號就是典型的相干源,因而本文在采用MUSIC算法的基礎上,再引入合成導向矢量進行模型匹配以實現對相干信號源的估計。
3.1 MUSIC算法
對于米波雷達測高問題而言,基于MUSIC原理的測高算法步驟可總結如下:
(1)對陣列接收信號計算其協方差矩陣。在實際使用中,可用雷達每個脈組得到的有限個脈沖(快拍)數據來估計協方差矩陣;
(2)對得到的協方差矩陣進行特征值分解;
(3)由特征值情況估計信源的個數。對于米波雷達測高問題而言,由于多徑模型通常表現為一個較明顯的鏡像目標,因而信源個數一般可取2;
(4)求出最小特征值對應的噪聲子空間;
(5)在空域仰角范圍內對式(12)進行譜峰搜索;
(6)峰值對應的角度就是信源的角度。對于米波雷達多徑模型而言,一般仰角高的為目標角度。
3.2 基于合成導向矢量的超分辨測高方法
正如前面提到的,米波雷達接收到的多徑反射信號與直達波信號是相干信號,此時MUSIC算法性能將出現惡化。此時,引入以式(1)―(5)所表示的多徑反射模型,將反射波信號和直達波信號的關系作為先驗信息形成合成導向矢量,基于此導向矢量進行空域的一維MUSIC譜峰搜索,即可得到目標角度信息。
由上式可知,實際情況中目標距離和雷達天線的高度已知,因此根據圖1所示的多徑反射模型,可知多徑反射波的角度及其與直達波的相位差α是目標仰角的函數,而地面復反射系數ρ也可由先驗模型確定,因而此時式(13)的導向矢量是僅為目標角度的函數。
使用式(13)的合成導向矢量代入3.1節給出的MUSIC超分辨空間譜估計方法,即可完成對目標角度的確定。
4 仿真與實測結果分析
在平坦陣地的條件下,對基于合成導向矢量的超分辨測高方法進行驗證分析。雷達天線由12行振元垂直放置組成,雷達工作在米波段。
4.1 仿真結果
按照式(3)模擬生成一組陣列回波數據,目標及其鏡像的仰角分別為1.5°和-1.5°,反射系數取典型值-0.9。使用本文探討的基于合成導向矢量的超分辨測高方法對模擬回波信號進行測高仿真計算,得到式(12)的空間譜搜索結果如圖3所示。
由圖可見,空間譜搜索結果在相應角度顯示出兩個峰值,對應于目標及其鏡像的位置。
4.2 樣機實測結果分析
對該型雷達的實物樣機錄取的實測數據使用本文探討的方法進行測高分析,對一批目標進行連續跟蹤并統計其測高結果,如圖4所示。
由圖可見,估計高度與實際高度較好的保持一致,對該米波雷達樣機而言統計得到測高精度達到波束寬度的1/80,實現了超分辨測高。
5 結束語
米波雷達由于其在反隱身、抗反輻射導彈等方面的獨特優勢正越來越受到各國的重視,而由于其波長較長引起的測高困難也成為亟待解決的問題和研究的熱點。本文針對此問題進行了研究,使用將多徑模型的合成導向矢量引入MUSIC空間譜搜索的方法進行了米波雷達的測高,并對仿真模擬信號及某米波雷達樣機實測信號進行了計算,計算結果與真實高度保持較好的一致,驗證了方法的正確性,對相關領域的研究具有一定的參考價值和現實意義。
參考文獻
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作者簡介
樂意(1985-),男,江蘇省徐州市人,博士學位。主要研究領域為地面雷達總體設計。
摘要:
深入討論了交叉極化干擾的工程化問題,詳細分析了自適應交叉極化信號產生的天線極化特性和幅相控制要求,闡述了該技術工程實現方面的邊界條件,對該技術在實際裝備的應用提供了指導意見。通過理論分析和相關計算表明:如果能將通道相位和幅度誤差分別控制在*6°、*0.5dB,就能夠滿叉極化干擾的控制要求。
關鍵詞:
交叉極化干擾;幅相精度;極化純度
1引言
極化是電磁場中電場矢量在垂直于傳播方向的平面上隨時間變化的軌跡,是電磁波的基本特征之一。由于不同極化形式的電磁波傳播特性不盡相同,雷達設計時要根據其用途選擇合適的極化形式,以充分利用電磁波的能量。雷達選擇的極化形式是雷達的重要參數,是雷達的主極化或匹配極化,其實還存在與其正交的極化能量,稱為交叉極化。對單色TEM平面波而言,如果將雷達傳播方向定為Z軸,其電場矢量可由水平分量和垂直分量表示:EHV=EH(z,t)EV(z,t[])=tHej(t-kz+H)tVej(t-kz+V[])(1)雷達常用的極化方式有水平極化(tV=0)、垂直極化(tH=0);左/右旋圓極化tH=tV、+φH-φV+=#/2等。由于工程原因,實際雷達輻射的信號是主極化與正交極化并存。除非是極化體制雷達,雷達要盡量保證主極化的能量,抑制正交極化的能量以提高雷達的工作效率。一般來講,將天線主極化增益與正交極化增益比稱為雷達的極化抑制比。交叉極化干擾是通過產生與雷達極化特性正交的干擾信號破壞雷達的測角系統,是對單脈沖雷達非常有效的干擾技術。文獻[4]報道稱美國出口阿聯酋的F-16Block60戰斗機具有交叉極化干擾能力,但由于保密原因,我們無法獲取更多的技術細節。國內業界更多地認為該技術工程難度大,費效比高,不具備實際裝備的條件。近期國外市場出現某型具備交叉極化干擾的裝備,能對中制導和末制導產生角度干擾,這才引起國內雷達界和對抗界的重視。其實交叉極化干擾早在70年代初就被提出,文獻[1]對其基本原理、應用方式、工程實現架構都做了介紹。本文結合國內的技術水平,深入分析在工程上實現交叉極化的邊界條件。
2交叉極化干擾的工程難點
交叉極化干擾顧名思義是要產生與雷達信號正交的交叉極化信號,如果在雷達主極化方向有泄漏,該信號將被雷達匹配接收,干擾信號就會以信標方式被雷達所接收,無法實現角度干擾的目的[1]。要避免這種情況發生,干擾信號必須盡量保持與雷達主極化的正交性。減少甚至消除共極化方向的泄漏。假定要干擾一部垂直極化的雷達,必須產生一個強的水平極化干擾信號Pj,如圖1所示。如果產生的正交極化信號有2°的誤差,則會產生一個垂直極化分量信號Vjv:Vjv=Vjhtan2°=0.035Vjh相對應的功率為:Pjv=1.2×10-3Pjh,所以,PjvPjh≈-29dB干擾信號的這種垂直極化分量Vjv將會幫助雷達進行目標跟蹤,對干擾起到反作用。雷達天線的極化純度一般優于30dB,所以要求干擾信號與雷達信號的正交極化方向之差小于2°[1]。這是實現交叉極化干擾的主要難點。控制干擾信號極化的手段常有兩種:一是在天線口面加裝極化天線罩的無源手段,這顯然不能用于機載電子自衛系統,因為隨著飛機的運動,交叉極化干擾的極化形式必須實時地與接收到的雷達極化特性保持正交,無源控制極化的方法無法保證實時變極化的要求。二是通過給一對正交極化的天線饋入相干信號,控制兩個信號的幅度和相位來實現。前面說過電磁波的極化是電場矢量的軌跡,可以看做水平矢量和垂直矢量的合成。通過控制電場的水平矢量和垂直矢量的幅度比以及相位差即可實時改變信號的極化方向。文獻1提出了的2種可實時產生交叉極化干擾信號的結構。圖2是基于應答式干擾的交叉極化干擾機框圖。圖2中采用一對正交極化天線接收雷達信號,極化敏感元件通過測量來自正交極化天線的信號分量獲得雷達信號的極化特性,并在干擾時通過控制極化裝置對噪聲信號的調制,產生與雷達信號正交極化的干擾信號。圖2的原理看似很簡單,但實際上極化敏感元件和極化控制裝置并不容易制作,特別是要在數倍倍頻程的寬帶微波系統上實現優于2°的控制精度幾乎不可能的。圖3是基于轉發原理的交叉極化干擾框圖。仍然采用一對正交極化天線接收雷達信號,并分別在與自身正交的天線上轉發接收的信號,其產生正交極化干擾信號的原理可以用圖4矢量圖直觀地表示。圖4表明,利用雙通道轉發產生正交極化的必要條件是兩個通道在轉發過程中保持增益一致、相位差反相。過去,圖3在工程化時也很難滿足,因為行波管屬于非線性器件,難以保證幅度的一致性和相位的穩定性。所以文獻[1]雖然提出了兩種解決方案,但VanBrunt認為很難制造高純度的極化,即便轉發式干擾也很難獲得需要的誘偏角度。但隨著大功率固態放大器的出現,其線性放大特性得以改善,轉發式交叉極化干擾具備了工程實現的可能,下面分析該方案的工程邊界。
3工程實現邊界條件分析
3.1對干擾天線的特性分析
在圖3的轉發干擾方案中,采用了一對水平極化和一對垂直極化的天線。假設水平極化天線增益為:g1=g3=(gH,gV)(2)其中,gH為天線水平極化的增益、是天線的主極化分量,gV為天線垂直極化的增益,是天線的正交極化分量。假設垂直極化天線增益為:g2=g4=(g'H,g'V)(3)g'v:天線垂直極化的增益、是天線的主極化分量,g'H:天線水平極化的增益、是天線的正交極化分量。t=(tH、tV)是雷達信號水平極化和垂直極化的信號幅度,因此雷達極化方向為:α=arctan(tvtH)(4)根據雙通道轉發、一路反相后,輸出的干擾信號為:通道1:(gHtH+gvtv)(g'H,g'v)通道2:(g'HtH+g'vtv)(-gH,-gv);合成信號:(g'Hgvtv-gHg'vtv,g'vgHtH-gvg'HtH)=(g'Hgv-gHg'v))(tv,-tH)則干擾信號極化方向:α'=-arctan(tHtV)=π/2*α(5)除非(g'Hgv-gHg'v)=0,一般情況下,無論所采用的水平、垂直極化的干擾天線極化純度如何,也無論兩組天線的極化特性是否一致,只要保證轉發通道的增益一致、相位差180°,合成的干擾信號就必定與雷達信號正交。上面的推導表明:轉發式交叉極化干擾對干擾天線的極化特性幾乎沒有什么限制,否定了過去認為干擾天線的極化純度必須優于雷達天線的極化純度的傳統觀點,后面我們看到,選用極化純度高的天線,可以降低通道一致性的要求。
3.2幅相控制要求
圖4表明,在轉發干擾中,要產生與接收信號極化正交的干擾信號,必須保證兩個通道的增益一致,相位反相。實際上,兩個通道無法做到理想的增益一致和相位反相,通道間必然存在增益比μ%1、相位差γ%180°,假設該誤差體現在通道2上,則通道2的輸出信號為:-k(g'HtH+g'vtv)(gH,gv);k=μejγ與通道一合成輸出的干擾信號為:(gHtH+gvtv)(g'H,g'v)-k(g'HtH+g'vtv)(gH,gv)展開后得:((gHg'HtH+gvg'Htv-kg'HgHtH-kg'vgHtv),(gHg'vtH+gvg'vtv-kgvg'HtH-kgvg'vtv))干擾信號極化方向:((gHg'v-kgvg'H)tH+(gvgv'-kgvg'v)tv)/((gHg'H-kg'HgH)tH+(gvg'H-kg'vgH)tv)如果采用極化特性相同的天線通過正交放置作為干擾天線,則gv,g'H,gH,g'v,ξ=gv/gH,為干擾天線的極化純度。上式分子分母同除以g2HtH,干擾信號極化方向:a″=arctan(1-kξ2)+(1-k)ξarctan(α)(1-k)ξ+(ξ2-k)arctan(α)(6)以(ξ、α)為參變量,可以計算滿足:+α″-α'+<2°的K(μ,γ)的取值范圍,也就是交叉極化干擾的幅相控制要求,如圖5。從圖5的數據我們得到如下結論:
1)如果能將通道將相位和幅度誤差分別控制在*6°、*0.5dB之間,就能夠滿叉極化干擾的控制要求。
2)選用的干擾天線的極化純度越高,對通道的幅相控制要求越低。
3)雷達信號極化方向與其中任一干擾天線的夾角(取值范圍0~45°)對幅相控制需求的影響為:該角度越小,幅相控制要求越低,45°時要求最高。
4結束語
本文對自適應轉發式交叉極化干擾的邊界條件進行了深入分析。以目前的電子技術水平,采用雙通道轉發結構實現交叉極化干擾是比較好的選擇,已不存在技術瓶頸。在工程上,盡量選用極化純度高的干擾天線可以降低通道幅相控制的難度。
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關鍵詞:電磁兼容 變電站 保護室 EMC EMI 繼電保護
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)08-0196-03
1 背景分析
由于早期繼電器保護設備對電磁環境敏感,且大功率對講機存在造成繼電器保護裝置誤動的可能性,因此管理層本著“安全第一、預防為主”的原則,嚴格控制(通常的做法是禁止)無線設備在變電站保護室內的使用,甚至不允許將手機帶入主控室。該管理方式對保護室內諸如設備調試等工作帶來一定程度的不便,尤其隨著智能電網的建設,變電站數據采集節點不斷增加和物聯網的持續應用,無線技術不斷地向生產領域貼近,甚至偷偷的溜進了應用領域,生產工作對其慢慢產生依賴性,但是由于現行管理原則的限制而無法名正言順的實行。
需求發展了技術,如傳統上對電磁干擾敏感的醫院和航空領域,都陸續放松對無線設備的限制措施,但是電力行業除用電網迫不得已,輸電網對無線技術的應用依然猶抱琵琶半遮面。關于現行的電磁兼容管理原則是否合理的問題,很多人都存有疑問,但是綜自和保護專業由于技術領域的問題無法對這個問題進行討論,通信專業由于沒有這個領域的話語主導權并且需求不明顯,也懶得去碰這條線。但是需求之所在,總需要好好琢磨一下。這個問題如果解決了,可以極大的提高各種通信業務保障的靈活性,促進生產效率的結合。
很多研究和論文都是研究如何在變電站的電磁干擾環境中如何保障通信可靠性的問題,極少有文章討論無線信號對繼電保護和綜自設備產生干擾,尤其是是在微機保護使用之后,比如你是否會擔心你打手機、用WIFI會干擾你的電腦正常工作?辦公電腦尚且不會擔心,反過來擔心工控機,僅僅是因為生產中的重要性不一樣,這個理由難免有些牽強。
2 電磁干擾的基本概念
如圖1所示,變化的電場產生變化的磁場,反過來變化的磁場又產生變化的電場,循環往復形成了電磁場并向四周傳播。電磁波的存在遠超人類的發展時間,雷電、太陽黑子爆發都能產生強烈的電磁波造成對電子設備的干擾,此外地球磁場、靜電、星光都是電磁波,只不過影響小一些。在電磁能廣泛應用的今天,大量應用著諸如通信、廣播、家用電器、雷達、電腦等電子器件,在正常運行的同時也向外輻射電磁能,可能會對其他電子設備產生危害,這就是電磁干擾。我們生活和工作的空間中充滿了電磁波,雖然看不到摸不著,但是確實是客觀存在,重要做的是提高抗干擾能力,而不是一味的限制某種設備的使用,畢竟紅頭文件無法限制太陽黑子的爆發,政策法規也不能禁止宇宙射線風暴進入大氣層。
電磁干擾的傳播途徑分為傳導騷擾和輻射騷擾,傳導騷擾即是基于線纜的有線方式的電磁能傳播,嚴格來講不能算是電磁波,比如電焊機等大功率設備造成的電壓瞬變可沿著電源線進入設備內部,雷電通過信號電纜傳導入設備內部等,均會干擾電子設備的正常運行;輻射騷擾是電磁波在空間傳播過程中,設備的外殼、外部線纜起到天線的作用,耦合了電磁波的能量,產生變化的電信號——噪聲,傳導入設備內部后干擾了電子器件的工作,是本文所要討論的干擾形式。
輻射騷擾對電子設備的干擾強度主要取決于兩個方面,一是設備所處環境中電磁場本身的強度,1000V/M的電場強度對設備的影響肯定大于10V/M的環境;二是取決于設備對電磁波的感應程度,也就是耦合性高低。類似不同形狀的電視天線能接受不同頻段的節目一樣,接收體形狀、材料等性質決定電磁波對其影響的大小,通過特定的外形設計和外涂層選擇隱形飛機達到減小雷達波反射的目的,電子設備可以采用同樣的方式電磁波對其影響,這就涉及到一個產品電磁兼容(EMC)設計方面的問題。
3 變電站內電磁環境分析
如圖2所示,變電站內同時運行著多種電壓等級、多頻率的線纜和設備,各種類型的電磁波交織在一起,構成了一個復雜的電磁環境,無法用簡單的數學模型進行準確描述,一般通過實地測量來進行定性的分析。典型的為美國電力科學研究院,對變電站內電磁兼容問題進行了長達30年的持續研究,其成果表明高壓開關操作干擾、一次系統短路故障干擾、雷電干擾對電子設備影響最大。變電站內斷路器、隔離開關等一次設備在操作時,會產生一系列的電磁干擾,這些干擾會通過各種耦合進入到二次回路;一次系統短路故障時,在站內架空導線和接地網上會流過很大的短路電流,并在二次電纜周圍產生很強的空間磁場,會對二次設備造成較大的干擾;雷電可以以耦合、傳導、輻射等形式侵入二次設備。
由于電磁波首先要在設備外殼和連接線上產生感應電壓或電流,通過端口進入設備內部才能影響電子器件的正常運行,在最終的干擾方式上和傳導騷擾是同樣的。因此,由上所述,一次系統的操作,能夠產生千伏/米數量級的電場強度的電磁干擾,會通過傳導和輻射的方式直接耦合到設備內部。有研究表明,即使在無操作的正常環境中,保護室內的電場強度長期保持在4V/M以上,特殊時刻會瞬間遠超這個數值。此外,電視廣播、無線廣播、衛星通信、手機基站甚至太陽黑子等不可控的電磁信號產生的干擾,是設備設計階段即可以預見并加以防治的,其造成的影響相比站內干擾源要次之。
4 繼電保護和綜自系統的電磁兼容性能
變電站內保護室內主要的電子設備包括繼電保護裝置、綜合自動化裝置以及通信設備,其中通信設備由于數字化程度高,器件密度大,處理信號速率高(G級別速率),其產品自身設計制造時即考慮了較高的電磁兼容性能,可以承受較強的電磁干擾而不影響正常運行。不考慮各種標準文件,簡單的想一下即可得知,離手機天線輻射最近的電子器件恰恰就是手機自身,雖然手機電路由于器件密集易受感染。因此常常被看做干擾源的通信設備自身反而抗擾能力最強,也就不存在對手機等無線設備的使用限制。除此之外,保護室內嚴格限制無線設備使用的原則,主要是考慮的是繼電保護和綜自系統,即使多年的技術進步和發展,很多運維人員對設備的電磁兼容性能所知甚少,傳統上依然認為它們是電磁敏感型設備。
繼電保護設備及自動化設備對電網正常、穩定運行的重要作用毋庸多言,由于其工作電磁環境惡劣,因此各廠家均將提高產品的電磁兼容性能作為產品設計的一個關鍵因素。國際電工委員會IEC標準TC95技術委員會成立了專門的電磁兼容研究工作組,制定了一系列的相關標準,至今所頒布的標準中有一項通用標準、一項電磁發射標準和八項抗擾度標準,即IEC 60255系列標準,我國相應的繼電保護標準化組織已將相應的國際標準轉化為國家標準,即GB/T 14598系列標準;自動化電磁兼容標準為IEC 60870-2-1,對應我國標準為GB/T 15153.1。規定了設備在1MHz脈沖群干擾實驗、靜電放電試驗、輻射電磁場騷擾試驗、電快速瞬變/脈沖群抗擾度試驗、浪涌抗擾度試驗、射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗、工頻抗擾度試驗等方面的電磁兼容性能。除此之外,電力行業還編制了電力行業標準“DL/Z 713—2000 500kV變電所保護和控制設備抗擾度要求”。
以上這些標準都從各個方面對繼電保護和自動化設備的抗電磁干擾能力提出了嚴格的要求,其模擬環境要嚴酷于可預想情況,其產生耦合的線纜和接口要多于設備正常配置、其規定的正常工作的限制要高于實際應用情況。總之,電磁兼容測試環境的要求是要高于設備正常應用環境的,按照標準規定,在寬頻范圍內(80——1000MHz)設備測試環境的嚴酷等級為3級,即電場強度為10V/M。通常將電磁環境的嚴酷等級分為3級:1級為低輻射環境,如離電臺、電視臺1km以上,附近只有小功率移動電話在使用。2級為中等輻射環境,如在不近于1m處使用小功率移動電話,為典型的商業環境。3級為較嚴酷的輻射環境,如附近有大功率發射機在工作,為典型的工業環境。而為了在制造符合測試環境的電場強度,一般場強、試驗距離與功率放大器的關系見表1,一般來講EMC測試中產生10V/M場強至少需要100W以上功率的放大器,這是一個相對較大的輻射強度了。
5 手機等無線設備的電磁輻射探討
5.1 行業標準對電磁輻射的要求
如前文所述,電磁輻射能夠對設備產生的影響,主要方面是取決于設備本身對電磁波的耦合程度,而能夠耦合電磁波的設備外殼和端口引線起到的是一個天線的作用。眾所周知,天線對電磁波是有選擇性的,不同頻率和不同極化方向的電磁波在天線上產生的感應電動勢是不同的。繼保和自動化設備的電磁兼容測試選擇的是80M——1000Mhz這個頻率范圍,這說明其它頻率的電磁波干擾要折合到這個頻率范圍來計算,這涉及到對信號進行傅里葉展開等頻域的換算,具體公式不談,結果是不是所有能量都會變換到指定頻域,體現在實際中就是雖然發射功率足夠大,但是不一定能夠產生同等的干擾能力。因此,世界各國的標準化組織對無線設備電磁輻射規定都是對低頻域設置的。表2是各組織在兩個手機常用頻點上的功率密度的限制值,此處需要說明一個問題,雖然通過功率密度和電場強度的換算關系式可以得出,約265μW/cm2即可在相應位置產生10V/M的電場強度,看起來門限不高,但是功率密度是輻射功率在單位面積上產生的(cm2)分配,如果半徑為1米的話,球面積為125600cm2,按照26μW/cm2計算,不考慮路徑中的損耗,則該層功率合計為33W,因此,實際測試環境考慮到各種損耗和天線等因素,一般選擇250W的功率放大器。(如表3)
5.2 WIFI設備輻射功率的探討
目前個人廣泛使用的無線設備主要是WIFI路由器和手機。對于WIFI設備其工作頻率在2.4G和5G,也就是2400MHZ和5000MHZ這兩個波段,其設計的初衷是為了覆蓋100米之內的范圍,所以輻射功率較小。根據有關機構的測試,在2英尺(0.6米)的距離上,WIFI設備所能產生的輻射,大概是2μW/cm2,即每平方厘米百萬分之一瓦特。相比而言,由電視、收音機這些設備工作時產生的輻射,大概是1μW/cm2,所以IEEE802.11b設備的輻射只不過是這個數據的2倍。我國無線電管理委員會的規定,無線局域網產品的發射功率,不能大于10mW,所以我們一般從市場上買到的無線路由器,其配置菜單對功率的調節最大就是10mW。由此看來,WIFI設備輻射的電磁場干擾,對繼保和綜自設備抗擾性來說是微乎其微的。在當前IP業務泛濫的情況下,很多新型接入業務都依賴于WIFI設備的部署,這也是在各種安全管控的高壓態勢下,卻屢禁不止的一個原因。為了更好的發展,我們要以積極的態度研究WIFI設備在變電站內的應用,而不是簡單的一禁了之。
5.3 手機輻射功率的探討
除WIFI外,我們最常用的移動無線設備就是手機了。當前我國手機網絡主要分為2G和3G兩種。2G網絡的代表為GSM制式,3G網絡都是基于CDMA技術的。GSM手機工作在800M和1800M兩個頻段上,對于GSM900M發射功率分為不同的級別,每個功率級別差2dB,手機最大發射功率級別是5(33dBm,2W),最小發射功率級別是19(5dBm,3.2mW);對于GSM1800M最大發射功率級別是0(30dBm,3W),最小發射功率級別是15(0dBm,1mW)。CDMA IS-95A規范對手機最大發射功率要求為0.2W-1W(23dBm-30dBm),實際上目前網絡上允許手機的最大發射功率為23dBm(0.2W),規范對CDMA手機最小發射功率沒有要求。
在實際通信過程中,在某個時刻某個地點,手機的實際發射功率取決于環境,系統對通信質量的要求,語音激活等諸多因素,會隨著與基站之間的鏈路測算進行實時調整。手機與系統的通信可分為兩個階段,一是接入階段,二是話務通信階段。對于GSM系統,手機在隨機接入階段沒有進入專用模式以前,是沒有功率控制的,為保證接入成功,手機通常以最大發射功率。在專用信道分配后,手機會根據基站的指令調整發射功率,通常每60ms調整一次,幅度是一個級別(2db)。對于CDMA系統,手機在隨機接入狀態下,會根據接收到的基站信號電平估計一個較小的值作為初始發射功率,如果沒有得到基站的應答信息,會增加發射功率,直到收到基站的應答或者到達設定的最多嘗試次數為止。在通話狀態下,每1.25ms基站會向手機發送一個功率控制命令信息,命令手機增大或減少發射功率,幅度為1dB(10倍)。
圖3和圖4為某機構對CDMA和GSM在常見環境下的發射功率分布圖,表4為10種典型手機發射功率的實測值。CDMA手機的線性平均發射功率為2.4dBm(1.72mW),以最大功率(23dBm,0.2W)發射的概率為0.2%;GSM手機的線性平均發射功率為28.9dBm(773mW),以最大功率(2W)發射的概率為21.8%。表4為某機構對十款常見手機的輻射功率的測試結果。從中可以看出,雖然GSM手機的發射功率偏大,但是考慮到4G時代的來臨,2G手機制式已經逐步退出歷史舞臺,現在普遍使用的基于CDMA的3G制式,手機的輻射功率將小得多,低于我們電磁測試環境要求的限值。
6 結語
本文的編寫不是學術型目的,而是基于為相應管理者提供參考,因此內容盡量通俗,,文章對公式的應用和概念的描述并非十分嚴格,目的是為了易于非專業人士理解所要闡述的思想。本文所要說明一個論點就是要深入考慮變電站保護室內對無線設備的禁用原則,將研究重點轉到如何在復雜和惡劣的電磁環境下保證設備正常運行,以及對入網設備進行相應的檢測,要讓設備適合我們的應用,而不是我們來適合設備。隨著智能電網的建設和物聯網的發展,無線業務的應用趨勢勢不可擋,我們要積極的探索適合變電站內系統的無線模式,以此來跟上社會潮流,提高工作效率,反而可以進一步提高電網的安全可靠性。
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關鍵詞:印度;反傾銷;非市場經濟待遇
中圖分類號:F742 文獻標識碼:A 文章編號:1006-1894(2011)03-0003-11
印度對外反傾銷的法律基礎是《1975年海關關稅法》第9A、9B和9C條,《1995年海關關稅(對傾銷產品及其損害的確定、評估及征收反傾銷稅)條例》(簡稱《反傾銷條例》)依據WTO《反傾銷協定》對之作了補充。此后,該條例以非市場經濟待遇問題為核心經歷了4次調整。1999年納入了非市場經濟國家傾銷產品正常價值的確定方法;2001年界定了非市場經濟國家概念,開列了包括中國和俄羅斯等17國在內的非市場經濟國家名單,同時確立了涉案企業市場經濟待遇的4個判斷標準;2002年刪除了上述17國名單,同時規定,反傾銷調查前3年被印度或任何WT0成員調查當局認定為非市場經濟的國家均假定為此類國家;2003年,該條例又增補一條,對被WTO成員認定為市場經濟的國家,調查當局將給予同等待遇。
根據WTO統計,自1995年1月1日至2009年12月31日印度共發起596起反傾銷調查,其中涉及中國的案件有131起。而印度反傾銷調查當局商工部網站顯示了1994年1月1日至2009年12月31日對外反傾銷246起案情的詳細資料,其中涉及非市場經濟國家的有145起,涉及中國的有128起,包括1994年1月7日發起的對華首起反傾銷案――異丁基苯(Isobutyl Benzene)案。此外,通過中方資料另獲6起涉華案情。
在上述134起涉華案件中,有15起因以下原因終止調查:申訴方撤訴9起、申訴方不合作l起、申訴企業不具備代表國內產業資格2起、“微量不計”2起、申訴方不能證明國內產業受到實質性損害1起,其余119起案件中,有13起案件中的部分企業獲得了市場經濟待遇。按印度商工部劃分,這些案件分布在紡織、制藥、化工、鋼鐵冶金、消費品和其他6個行業,其中,化工和制藥是印度對華反傾銷的兩個主要行業(表1)。本文擬從這6個行業對134起案件中國企業的應訴狀況和非市場經濟待遇進行統計分析。
一,紡織業
2002年生絲案是印度對華紡織品發起的首起反傾銷調查,至2009年底,該行業遭受印度反傾銷調查9起,中國企業參與了其中5起案件的應訴(表2)。由于印度調查當局總體上認定中國紡織業依然是一國有企業主導產業,存在政府實質性干預和轉制企業從計劃經濟體制延續的重大扭曲,因此,所有應訴企業均未獲市場經濟待遇(表2)。其中,調查當局在綢緞案(DGAD,2006)中對中國涉案產業和企業的調查分析最為周詳,得出的結論在同類案件中也最具代表性。
在絲綢生產的宏觀和中觀層面,調查當局基于下述理由認定存在政府干預:
首先,主要原材料蠶繭的收購流通存在政府干預。盡管自200l和2002年中國政府頒布《關于深化蠶繭流通體制改革的意見》和《繭絲流通管理辦法》后,國家放松蠶繭收購,不再統一規定蠶絲價格,但鮮繭收購和干繭供應依然實行省(自治區、直轄市)級政府定價或省級政府指導價,并對鮮繭收購實行資格認定制度,市場準入受到嚴格管制。調查期(2003年4月1日~2004年9月30日)內,中國國家發改委和商務部在《關于做好2004年蠶繭收購價格及市場管理工作的通知》中,明確要求各級政府繼續按照上述規定“加強蠶繭收購市場和價格管理,維護市場和價格秩序,促進繭絲綢行業健康穩定發展”,并要求“各級價格主管部門認真做好對蠶繭收購價格政策執行情況的監督檢查,維護正常的價格秩序”。
其次,養蠶業土地要素價格扭曲。盡管中國的蠶農和桑農均為家庭經營,但土地為國家所有,桑農在向地方政府獲得使用權或租賃權時成本偏低,從而大大降低了蠶繭的生產成本。
在絲綢生產和貿易的微觀層面,調查當局認為,中國絲綢生產企業大多從地方政府所有的鄉鎮企業轉制而來,絲綢出口企業則由國營外貿公司轉制而來。兩類企業轉制過程中的資產和債務評估和轉制程序大多不透明,且非市場驅動,生產企業從原國有企業收購的舊廠房和設備均不反映市場價值,資本和財務成本極低。如被抽樣調查的浙江凱喜雅(Cathaya)國際股份有限公司由以浙江絲綢集團為主的國有企業出資組建,董事會成員大多來自上述企業,本案涉及的該出口企業關聯生產商均從鄉鎮企業轉制而來。另一家抽樣調查出口商四川絲綢進出口集團由四川華神集團(Sichuan Hoist)控股,后者雖經多次股權結構調整,政府依然是最大股東,四川絲綢董事長和經理董事均來自四川華神,本案涉及的關聯生產商在國營轉民營過程,交易不透明或因原國企虧損負債而未支付轉讓金。
二,制藥業
截至2009年底,印度對華藥品發起反傾銷調查24起,其中,5起(1998年氯喹磷酸鹽案、2001年異丁基苯案、2006年盤尼西林案、2007年維生素B案、2008年青霉素案)撤訴。其余19起案件中,有18家中國企業參與了7起案件的應訴,有4家獲市場經濟待遇(表3)。在7起應訴案件中,2007年頭孢三嗪鈉案(DGAD,2008)和2009年青霉素G鉀鹽和6氨基青霉烷酸案(DGAD,2011)最具代表性。
頭孢三嗪鈉案是在中方企業充分應訴前提下印度當局調查分析最為周詳的一起案件。該案有6家企業應訴:福建福抗藥業股份有限公司、哈爾濱制藥集團、河北石家莊制藥集團中潤制藥有限公司、蘇州東瑞(D aWnrays)制藥公司、珠海聯邦制藥(unitedLaboratories)股份有限公司和珠海麗珠合成制藥(Livzon Synthpharm)有限公司。前3家為國有股份制企業,其中哈爾濱制藥集團因提交錯誤信息且拒絕現場核查而被認定為非合作出口商,后3家為外商獨資或合資企業。
對于2家合作中資企業,當局主要調查股權結構演變和股份制改造過程中是否存在計劃經濟體制延續的重大扭曲。對福抗藥業,調查當局基于以下3方面理由認定存在政府干預。首先,其前身為1958年建立的國有福州抗菌素廠,1996年改制為國有獨資有限責任公司,2002年轉制為產權多元化的股份有限公司;其次,第一股東中國國際投資信托公司(CITIC)為政府全資控股企業,15名董事會成員中有9名來自該公司;第三,轉制過程中凈資產價格低估,延續了前國有企業的政府扭曲。對于石藥集團中潤制藥,當局的調查結論是:首先,該企業由石家莊制藥集團、中國制藥集團和天倫投資有限公司于2002年出資成
立,其中,中國制藥集團是天倫投資的主要股東,也是石藥集團在香港上市的控股子公司(正由于此,中潤制藥自稱中外合資企業,且是“中國國內制藥業外資投資額最大的公司”);其次,石藥集團是隸屬石家莊國資委的國有企業;第三,中潤制藥在河北省政府和國家商務部指導下兼并了多家國有企業,但兼并方法和被并企業資產債務評估價值不得而知。
對于3家外資企業,調查當局主要考察以下兩方面:股權結構演變和原材料、土地、電力等主要投入成本。股權結構方面,當局的結論是:蘇州東瑞盡管最初是由蘇州第6制藥廠參股的大陸香港合資企業,但2001年后已成為港商獨資企業;珠海聯邦制藥最初由國有珠海制藥公司與香港聯邦制藥廠有限公司合資組建,但企業經多次重組,港資已占主導地位;麗珠合成制藥有限公司則是麗珠醫藥集團股份有限公司下屬全資子公司,后者由3家大陸國有企業與澳門企業合資組建,企業同樣經多次重組,但政府通過光大集團依然持有一定股份。主要投入成本方面,當局認定,3家企業均從大陸國有企業采購原材料,其中包括本案涉案企業中潤制藥,電力等公用事業服務也由國有企業提供,合資過程中從政府獲得土地成本也未反映市場價值。因此,盡管蘇州東瑞和珠海聯邦制藥已不存在政府參股,但依然未獲市場經濟待遇。
但是,在青霉素G鉀鹽和6-氨基青霉烷酸案中,調查當局卻得出相反結論,給予4家外商合資、獨資企業市場經濟待遇,使之成為首起中國制藥企業獲此待遇的案件。這4家企業分別是:張家口吉斯特一布羅卡德斯(Gist Brocades)制藥有限公司、張家口帝哈(DHA)制藥有限公司、帝斯曼(DSM)貿易(上海)有限公司和阿拉賓度(大同)生物制藥(Aurobindo Datong Bio-Pharma)有限公司。調查同樣主要圍繞股權結構和原材料、土地、公用事業服務等主要投入成本。
股權結構方面,與前一案例的中外合資企業相比,4企業的狀況較為清晰。前3家均為中荷合資企業,荷方母公司同為阿姆斯特丹證交所上市公司皇家帝斯曼集團(Royal DSM),外方股份分別占80%、74%和100%,3公司董事會成員多數或全部來自荷蘭。阿拉賓度(大同)生物制藥有限公司則是印度阿拉賓度制藥(Aurobindo Pharma)有限公司在華獨資公司,且為綠地投資項目,董事會成員無中國政府官員擔任。
主要投入成本方面,吉斯特一布羅卡德斯和帝哈均從關聯或無關聯企業采購原材料,阿拉賓度的供貨商均非關聯企業或國有企業,發票、訂單等證據表明3企業采購價格符合市場條件;燃料煤由私有企業按國內市場價格提供,水和電從國有企業購買,價格由政府統一制定;阿拉賓度在企業興建過程中,土地以適當補償金向當地政府購買,廠房設備在中國采購或從國外進口。
此外,當局認為,吉斯特布羅卡德斯、帝哈和阿拉賓度3企業的財務狀況均經獨立注冊會計師審計,符合國際公認會計準則和中國會計準則。
三,化工業
印度對華反傾銷調查最密集的行業是化工業,截至2009年底,共立案57起。其中,3起(1999年聚苯乙烯案、2001年異丙醇案、2009年亞硝酸鈉案)終止調查,中國企業應訴案件33起,其中,4起案件中的6家企業獲市場經濟待遇。印度調查當局對中方應訴30起非市場經濟待遇案件的審查可分為3個階段(表4)。
第一階段為1998年至2002年,有9起案件。該階段當局給予非市場經濟待遇的主要理由是應訴企業提供的信息缺乏完整性、一致性和可信度。第二階段為2003年至2007年,有13起案件。該階段調查當局對應訴企業的審點是股權結構,尤其關注是否含國有股份、轉制企業轉制程序和資產債務評估透明度。只要認為產權關系不清晰、存在國有股份,即以不能排除國家實質性干預為由拒絕市場經濟待遇。
2008年以后為第三階段,共有案件8起。除上述原因外,調查當局進一步考察應訴企業的原材料投入是否反映市場價值或國際市場價格。此類問題涉及面廣,標準模糊。調查對象不僅包括涉案企業本身,還涉及上游企業,而是否符合(國際)市場價格須由應訴方舉證,調查當局并無明確判定標準,若應訴企業不舉證,即作否定認定。該階段8起案件有5起涉及該問題,典型案例是2008年12月26日發起的碳黑案(DGAD,2009)。該案中,涉訴企業江西黑貓炭黑股份有限公司提供了中國海關統計的中國向日本、臺灣地區、韓國、蒙古等地煤焦油出口數量和價格,建議調查當局以此作為確定計算傾銷幅度基準的依據,但卻被作為原材料(國際)市場價格,并認定所有涉案企業價格不符合市場價值。。此外,另一涉案企業河北龍星化工股份有限公司從國有企業采購原材料,也被作為認定其原材料價格不反映市場價值的依據。
四,日用品和冶金行業
印度對華日用消費品行業發起的反傾銷調查共計16起,其中,2起(2000年玩具案和2007年9月彩色顯象管案)終止調查,中國企業應訴案件6起(不包括終止調查案件),住3起案件中,有7家企業獲市場經濟待遇(表5)。
在此類案件中,印度給予中國應訴企業非市場經濟待遇的主要原因有兩個,一是國有企業存在政府干預,二是私有企業未提供充分、正確信息(表5)。與紡織、制藥、化工業案件不同的是,調查基本不涉及原材料、土地、公用事業服務等主要投入成本,因此,審查相對寬松,獲市場經濟待遇企業也相對較多。
印度對華冶金行業共發起反傾銷案9起,其中,1起(2008年熱軋鋼案)終止調查。中國7家企業參與了4起案件的應訴,其中2起案件中有2家企業獲市場經濟待遇(表5)。此類應訴案件的典型案例是2006年2月發起、2007年8月終裁的鑄鐵管案(DGAD,2007b),新興鑄管股份有限公司是該案唯一涉案和應訴企業。當局對其的調查在同類案件中最為周詳,非市場經濟待遇的最主要依據是政府實質性干預,表現在以下3方面:
首先,盡管該公司是上市股份公司,但調查期(2005年4月1日~12月31日)內50%以上股份由新興鑄管集團持有,后者為中國國務院國有資產監督管理委員會監管的中央企業。對于應訴企業認為其應適用《中華人民共和國公司法》、而非《企業國有資產監督管理暫行條例》、控股母公司對其影響受證交所規則、公司章程限制的申辯,當局認為,從上述暫行條例將“國有資產”定義為“國家對企業各種形式的投資和投資所形成的權益,以及依法認定為國家所有的其他權益”看,應訴企業顯然是國有企業。而且,該條例的眾多條款均表明,應訴企業無法擺脫政府控制。如國有資產監督管理機構“依照公司章程,提出向國有控股公司派出的董事、監事人選,推薦國有控股公司的董事長、副董事長和監事會主席人選,并向其提出總經理、副總經理、總會計師人選的建議”
(第17條)、
“國有控股、參股公司股東會、董事會決定公司分立、合并、破產、解散、增減資本、發行公司債券、任免企業負責人等重大事項時,國有資產監督管理機構派出的股東代表、董事應按其指示發表意見、行使表決權”(第22條)等。
其次,董事會成員的產生程序不透明。盡管董事會成員由全體股東大會選舉,9名董事中,3名由新興鑄管集團推薦、3名來自公眾、3名為獨立董事。但2000~2006年間,3名公眾董事始終未發生變動。從公司年報看,多名董事同時兼任集團、本公司及其子公司官員,董事長和總經理均由集團董事擔任。
第三,根據公司2005年報,全資子公司蕪湖新興鑄管股份有限公司得到當地政府出口補貼,研發大口徑無縫鋼管。
五,其他行業
在其他行業中,印度對華共發起19起反傾銷調查,其中,終止調查4起,分別為1998年縫紉機針案、2003年珠光顏料案、2004年壓縮機案和2008年汽車動力轉向系統案。其余15起案件中,36家中國企業參與了其中11起案件的應訴,有3家企業獲市場經濟待遇(表6)。
在這些案件中,2009年的數字傳輸設備案(DGAD,2010)最受國內關注。該案有烽火通信科技、中興通訊、華為技術、深圳海思半導體、上海貝爾(Alcatel-Lucent ShanghaiBell)和杭州依賽通信(Hangzhou ECI Telecommunication)等6家企業應訴,國有、私有和中外合資各2家,最終僅有杭州依賽通信獲市場經濟待遇。除深圳海思和華為技術未有效應訴外,當局對其余4家企業的調點是所有權和董事會成員結構。
烽火通信科技控股股東為武漢郵電科學研究院,后者直屬國務院國有資產監督管理委員會,公司正副董事長、總裁、監事會主席均來自控股股東。
中興通訊控股股東深圳市中興新通訊設備有限公司由西安微電子技術研究所、深圳航天廣宇工業集團、深圳市中興維先通設備有限公司3方合資組建。前兩者分屬國有科研事業單位中國航天電子技術研究院和國有獨資航天科工深圳(集團)有限公司,分別持有其34%、17%股權,另一出資方為民營企業,占49%股份。公司9名董事在3家出資方的名額分配為3:2:4,國有股份占控制地位。
上海貝爾雖為外方控股,阿爾卡特公司持有50%加一股,中方持剩余股份,但同樣隸屬國務院國有資產監督管理委員會。現任董事長由國家人事部于2004年初任命,總裁由外方任命。
杭州依賽通信有限公司由以色列最大通信公司之一依賽電信(ECI)與中國東方通信股份有限公司(Eastern Communications)于1995年合資組建,后者是國有資產監督管理委員會全資控股中央企業。但中方27.61%股權依據2006年7月12日四屆三次臨時董事會關于《出售杭州依賽通信有限公司股權的議案》,已于當年通過國資委指定的產權交易所公開掛牌以2893萬元價格轉讓給外方。因此,調查期內該公司為外商獨資企業。
六,結語
印度對非市場經濟國家的反傾銷法律法規正式實施始于1999年,且完全以美國和歐盟為模板,但印度已超過美國和歐盟成為對外反傾銷和對華反傾銷第一大國,1995~2009年,立案數分別為596起和131起,而美國為440起和99起,歐盟則為406起和9l起。
截至2009年12月31日,印度對中國發起的反傾銷調查總計應為135起,本文對其中可獲詳情的134起案件的中國企業應訴和非市場經濟待遇狀況進行了分行業統計分析,基本結論如下:
首先,中國企業的案件應訴率低、市場經濟待遇率低。在最終采取反傾銷措施的119起案件(即剔除15起終止調查案件)中,中方參與應訴案件為66起,案件應訴率55%。其中,制藥行業應訴率最低,為37%,其他類行業最高,為73%。在參與終裁應訴的224家企業中,僅有22家獲市場經濟待遇,獲得率為9.8%。其中,日用品和冶金是該比率最高的兩個行業,分別為32%和29%,而紡織業則是唯一無企業獲市場經濟待遇的行業。
其次,當局確定中國應訴企業非市場經濟待遇的具體依據主要有4個。一是企業提供的信息不完整、不準確和拒絕實地核查;二是轉制企業的所有權結構不清晰、轉讓程序和資產債務評估不透明;三是股份制企業的國家參股、控股乃至獨股和董事會主要成員的政府或上級控股國企任命;四是要素和主要原料投入不反映市場價值。4個依據分別針對中國涉案企業的如下4個問題:非有效應訴、轉制企業從計劃經濟體制延續的扭曲、國有(股份制)企業的政府控制、涉案企業上游產品和要素市場的政府干預。在對華反傾銷16年歷史中,當局的調點逐步由前兩者向后兩者轉移,化工業是該趨勢下市場經濟待遇審查標準不斷提高的典型行業。
第三,政府參股是企業非市場經濟待遇的最主要原因。盡管國有(控股、參股)企業占全部應訴企業的50%,但在22家市場經濟待遇企業中,僅有2002年苛性鈉和硼砂十水化合物兩案中的上海氯堿、大連凱美2家是國有(股份)企業,而中外合資和外商獨資企業卻多達16家。國有(股份)企業難獲市場經濟待遇的原因在于印度調查當局對政府實質性干預的界定寬松而模糊,只要認定存在國有股份,甚至不對股權結構作詳細調查,即以無法排除政府干預的可能性為由給予相應企業非市場經濟待遇。這種做法同樣適用合資企業,如2005年尼龍長絲案中的濟南聚大纖維有限公司、2006年懸浮級聚氯乙烯案中的宜昌宜化Pacific Cogen有限公司、2007年頭孢三嗪鈉案中的珠海麗珠合成制藥有限公司、2007年硫化黑案中的大連綠蜂化學制品有限公司和2009年同步數字傳輸設備案中的阿爾卡特一朗訊上海貝爾股份有限公司等中外合資企業均因此被判非市場經濟待遇。而獲得市場經濟待遇外資企業的基本特征是:外商獨資或控股、董事會外方主導、股權結構清晰。