В.И.Тихонов Статистическая радиотехника (2-е издание, 1982) (Тихонов В.И. Статистическая радиотехника (2-е издание, 1982))

В.И.ТИХОНОВ Иаданне 2-е, переработанное и дополненное МОСКВА «РАДИО И СВНЗЬ «1982 ЛК 621,37 1621.391 Тихонов В. И. Статистическая радиотехника.— 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1962.— 624 с. Приведены необходимые сведения из теории вероятностей и математической статистики, подробно изложена прикладная теорня разных видов случайных процессов и рассмотрено их влияние на работу келинейных в линейных систем. На базе теоретических сведений подробно рассмотрены разнообразные содержательные радиотехнические задачи.

В ниигу включены вопросы программ-мяиимумов кандидатских зкзаменов по нескольким радиотехническим специальностям. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в области радиотехники и автоматического управления. 186 рнсч 15 табл., библ, 221 назз, Рецензент д-р техн. науи проф, И. Н. АМИАНТОВ Редакцвя литературы по кнбернетине и вычислительной технике Василий Иванович Тихонов СТАТИСТИЧЕСКАЯ РАДИОТЕХНИКА Редактор Т.

М. Любимова Художник В. А. Аминоа Художественный редак~ор Л. и. Сильнноз Текичческнй редактор Л. К. Грачеза, Г, и, Колосова Корректор Т, С. Влаокина иБ зь бб Сдано в набор 26.0462 г. Подписано в печать 6.10,62 г. Т 13676 Формат 60Х90'/~«Бумага тип. № 2. Гарнитура литературная Печать высокая Уел. печ. л. 39,0 Уел. кр.-отт. 39,0 Уч.-изд, л, 42,9 Тираж 20000 зиа.

Изд. № 19693 Бак. 956 Цена 2 ру 90 к. Издательство «Радио и связь», 1ОЮ/0 31осква, Главпочтамт, а/я 693 Московсная типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном номитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 129041, Москва, Б. Переяславская ул.,д. 46 2402020000-105 Т 046(01)-82 5-82 пведислОВие Первое издание книги»Статиатическая радиотехника» П966 г.) быстро разошлось и получило положительную опенку среди радиоспецналистов.

Ванное издание книги предпринято в оеновном по инициа. тиве издательства чрадио и связь». Несмотря на прежнее название, книга по существу напиаана заново, При этом сохранена явно выраженная радиотехническая направленность и расширен круг расамотренных проблем с учетом новых результатов.

Из-за ограниченного объема в книгу включена лишь основная часть вопросов статистической радиотехники, а именно, приведены необходимые сведения из теории вероятностей и математической статистики, изложена прикладная теория разных видов случайных процеааов и полей и рассмотрено их влияние на работу нелинейных устройств и линейных систем. Настоящую книгу следует раеематривать как первую часть. Автор считает работу над «Статиатичеэкой радиотехникой» незавершенной и планирует издание второй части.

Основой для написания данной книги послужили обработанные и расширенные материалы лекций по атативтической радиотехнике, которые читались автором в течение продолжительного времени для атудентов и аспирантов радиотехнической апециальноати. Нумерация рисунков и таблиц в книге ведется по главам, а формул — по главам и параграфам: первая цифра указывает номер главы, вторая — номер параграфа, третья — номер формулы в параграфе. Исключение составляют формулы приложений: первая римакая цифра указывает номер приложения, вторая — номер формулы в приложении. Ссылки на формулы в пределах одного параграфа даются без указания номера главы и параграфа.

В список литературы включены лишь оригинальные источники и работы, использованные при написании книги. Сведения по алучайным полям изложены по материалам, представленным по просьбе автора К. Б. Челышевым, а по марковаким процеааам (5 2.6) — М.

А. Мироновым. Профессор И. Н. Амиантов ознакомилая а рукописью и сделал ряд полезных предложений. Сущеатвениую помощью при напиаании книги оказали Л. А. Ершов, А. И. Папков и оаобенно В. Н. Харисов. Всем им выражаю глубокую благодарность. ввиднния Основное и общее требование, обычно предъявляемое к любой радиотехнической системе, состоит в доатоверном и своевременном получении большого объема информации из излучений о ограниченной энерге тикой. Ясно, что ошибочные, запоздалые или неполные сведения обесценивают полученную информацию, так как не позволяют оперативно принимать правильные решения. Однако достоверному приему информации по реальным радиоканалам препятствуют: 1) случайные искажения самого радиосигнала при распространении через турбулентную среду, 2) наличие разнообразных (внешних и внутренних) помех и 3) техническое несовершенство радиоустройств.

Ухудшение качества приема из-за техничеекого неаовершенства аппаратуры в принципе может быть снижено путем ее совершенствования. Что же касается помех и искажений радиосигнала при распространении, то они имеют принципиальный характер, так как обусловлены неподвластными нам причинами.

Действительно, вследствие распространения электромагнитных волн через турбулентную атмосферу и ионосферу, обладающих случайными коэффициентами поглощения и преломления, происходит случайная модуляция радиосигнала по амплитуде, частоте и фазе. Внешние помехи принимаются приемной антенной вмеате а полезным сигналом.

Они создаются различными еетественными электромагнитными процессами, происходящими в атмосфере, ионосфере и космическом пространстве (атмосферные помехи, коемические шумы и т. д.), электроустановками и соседними радиотехническими устройствами и сивтемами, а также специальными средзтвами, применяемыми противником для создания помех (пассивные отражатели, радиоатанции помех).

Кроме перечисленных внешних ивточников помех, имеются другие- внутренние, локализованные в различных элементах самих радиоуотройств. Сюда можно отнести флюктуационные шумы электронных ламп, полупроводниковых приборов и сопротивлений потерь, незтабнльнооти питающих напряжений и др. Из-за наличия такого вида внутренних помех вами передаваемые радиосигналы оказываются в той или иной мере случайными.

Таким образом, задача радиоприема аводитая к наилучшему воастановлению полезной информации по иекаженному радиоаигналу случайного характера, принимаемому еовмеатно а помехами. Во многих практических ситуациях прием аигналов должен оауществляться при небольших значениях отношения сигнал-помеха, так как при ограни'ченной мощности передатчика сигнал на большой дальности оказывается слабым.

4 Очевидно, что искажения радиосигнала и помехи уменьшают вероятность правильного приема переданного информационного сообщения, причем принимаемые сообщении всегда являются в той или иной мере случайными. Многие задачи радиотехники становятся бессодержательными без учета наличия помех и случайного характера принимаемого радиосигнала. Математический аппарат, позволяющий описывать и оперировать со случайными величинами и случайными процессами, дает теория вероятностей и математическая статистика.

Ярко выраженная научная тенденция развития радиотехники за последние 40 лет состоит в прогрессивно возрастающем внедрении вероятностных и статистических методов. При этом рассмогрение разнообразных задач радиотехники (с учетом случайного характера радиосигналов и наличия помех) на базе теории вероятностей и математической статистики составляет основное содержание «Статистической радиотехниким В иностранной научно прикладной литературе этот круг задач обычно включают в «Статистическую теорию связи».

В статистической радиотехнике можно выделить две главные задачи: 1) задачу анализа и 2) задачу синтеза радиотехнических устройств и систем. Типичная формулировка задачи анализа следующая. Предполагая известными необходимые характеристики сигнала и помех, нужно получить требуемые количественные характеристики работы рассматриваемого радиоустройства или системы. Поскольку радиоустройства представляют собой различные комбинации линейных и нелинейных звеньев, то задача по существу сводится к анализу прохождения сигнала и шума через линейные и нелинейные устройства. Количественные характеристики, подлежащие расчету, и вообще необходимая степень детальности анализа в значительной мере определяются тем количественным критерием, по которому оценивается качество работы устройства или системы. В последнее время большую актуальность приобрела задача синтеза радиотехнических систем.

Общую задачу синтеза радиотехнических систем условно можно подразделить на две чаотные задачи: выбор подходящих сигналов для достижения поставленной цели о учетом реальной обстановки и оптимальный прием (обработка) принимаемых сигналов. Применительно к оптимальным методам радиоприема задачу синтеза можно сформулировать так, Предполагая априорно известными некоторые характеристики передаваемого полезного сигнала, канала и помех, а также их функпиональное взаимодействие, нужно получить оптимальное радиоприемное устройство, которое бы воспроизводило переданное сооби1ение или принима о решение в наименыиими ои»ибками.