EFIR.COM.UA

НОУ-ХАУ

БУКЛЕТ

АНАЛИТИЧЕСКАЯ РАДИОТЕХНИКА

Общие сведения

Теоретические основы аналитической радиотехники открывают новый этап развития радиотехнических методов преобразования и обработки сигналов. Расширяя возможности статистической радиотехники, аналитическая радиотехника позволяет решить фундаментальные задачи: по безграничному уплотнению эфира (решение парадокса Флеминга – разделение сигналов с перекрывающимися частотными спектрами) и физических каналов связи; по фазовой селекции сигналов (например, АМ передач с разделением по фазе); по частотно-фазовому преобразованию сигналов (например, обратимое компандирование-экспандирование спектров); по введению единого подхода в процессах детектирования и селекции, частотно-фазовых преобразований.

Теоретические основы

Основы векторной аксиоматики заложены в работах Пистолькорса, Сифорова, Момота (30-е годы ХХ века) и связаны с исследованием синхронных методов передачи и приема радиосигналов. Способ разделения двух квадратурно-независимых АМ передач, рассматриваемых в виде векторов, получил название “фазовой селекции”. Сам факт разделения (“селекции”) двух АМ сигналов, отличающихся только начальной фазой, привел к противоречивости взглядов на “фазовую” и “частотную” селекцию. В общем виде это противоречие было сформулировано в виде “парадокса Флеминга” и сводилось к временным и спектральным представлениям сигнала. Временное представление сигнала, в отличие от спектрального, предполагает возможность “бесконечного уплотнения эфира” или сколь угодно малый разнос между частотами несущих. Метод фазовой селекции позволил реализовать фазовое разделение только двух АМ передач с перекрывающимися частотными спектрами. Разделение трех и более АМ передач с перекрывающимися частотными спектрами до сих пор не реализовано из-за отсутствия теоретической базы фазового преобразования сигналов. Новый подход в развитии методов фазовой селекции реализован в теоретическом базисе аналитической геометрии и назван "Аналитическая радиотехника". В базисе аналитической радиотехники сигналы рассматриваются в виде векторного пространства (линеала), “фазовая” и “частотная” селекции приобретают единую интерпретацию. Разделение двух векторных пространств (линеалов) реализуется физическим процессом, который назван “фазовой селекцией линеалов”. Переход к фазовой селекции линеалов приводит к новым представлениям о радиотехнических процессах, основанных не на операции математического перемножения сигналов, как считается до сих пор, а на более общем подходе - отображении векторных пространств в аксиоматике аналитической геометрии. Данный подход в корне меняет основные представления о процессах селекции, модуляции и демодуляции, фазовых и частотных преобразованиях сигналов и открывает новые направления в развитии этих методов. Аксиоматическая база современной радиотехники основана на спектральном представлении радиосигнала и статистических методах анализа его временных характеристик. Она является теоретической основой статистической радиотехники, к одной из важнейших задач которой относится реализация частотной избирательности (или селективности) радиоустройств. Применение колебательных систем в качестве основного инструмента статистического метода анализа, для которого характерно конечное время взаимодействия с сигналом (статистическое время накопления), накладывает ограничение на полосу пропускания радиоустройств и как следствие, к ограничению информационной емкости канала связи. Аксиоматическая база аналитической радиотехники основана на временном представлении радиосигнала в виде векторного пространства, ассоциированного в аффинном пространстве. При этом снимаются временные ограничения, свойственные статистическим методам. Одной из основных задач аналитической радиотехники является осуществление оптимального разделения радиосигналов с любым частотным разносом - достижение неограниченной информационной емкости канала связи. Оптимальное разделение радиосигналов достигается обеспечением коллинеарности базисов векторного и аффинного пространств.

Радиосигнал (прообраз) в виде двух линеалов a и b рассматривается в векторном пространстве τ. Отображение векторного пространства τ в аффинном пространстве R(образ) осуществляется функционалом Ф, который можно интерпретировать в виде «прозрачного» подпространства с неоднородностью (маркером). Отражение(образ) передается полностью функционалом за исключением зоны, «затемненной» маркером. Образ R_a будет соответствовать линеалу a в том случае, когда маркер функционала будет коллинеарен линеалу b. Условие коллинеарности выполняется по известному параметру текущей фазы φ_b(t). представленного линеалом a, и аналитически определив параметр текущей фазы помехи φ(t) , представленной линеалом b, формирующим подпространство функционала Ф, в аффинном пространстве получим образ только линеала a, что означает частотное разделение или фазовую селекцию двух сигналов (в данном примере АМ передачи, отображаемой линеалом a и помехи, отображаемой линеалом b).

Новые свойства

Переход к общей теории радиотехники - аналитической радиотехники на базе аксиоматики аналитической геометрии, дает возможность построить стройную картину взаимосвязи порядка фазового преобразования с радиотехническими процессами и выявить новый класс физических процессов. К ним относятся процессы многократного повышения селективности, - переход от селекции первого порядка к селекции высших порядков; общность процессов детектирования и селекции сигналов, отличающихся только порядком фазового преобразования; объединение процессов передачи и приема сигнала в единый процесс преобразований. Основные теоретические положения аналитической радиотехники подтверждены экспериментально на действующих макетах устройств, реализующих новые принципы детектирования, частотной селекции, фазовых преобразований. Дальнейшее развитие методов аналитической радиотехники открывает путь практического решения актуальных задач по увеличению информационной емкости как уже имеющихся каналов связи, так и по развитию новых методов и направлений по созданию каналов связи неограниченной информационной емкостью и помехозащищенностью.

Источники информации Результаты экспериментальных исследований отражены в отчете по НИР «Фазовое преобразование гармонических колебаний при многократном косоугольном проектировании», АО НТИ ТТР, г. Харьков, 2000 г. Теоретические основы аналитической радиотехники изложены в подготовленной к публикации книге «Аналитическая радиотехника».

Реквизиты автора

Балабай Валерий Иванович, г. Харьков

balabay@ic.kharkov.ua