Классификация методов исследования

Более 100 лет назад русский ученый Александр Степанович Попов сделал открытие, с которого началась эпоха беспроводной передачи информации в жизни человеческого общества. С тех пор радиотехника прошла огромный путь и превратилась в обширный раздел науки, который, в свою очередь, разделился на целый ряд самостоятельных направлений таких, как радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, радионавигация, радиопеленгация, радиоастрономия, телеметрия и многие другие (рис. 1.1).

В области теории все эти направления опираются на одинаковые методы научных исследований, которые позволяют специалистам создавать всевозможные радиосистемы в разных диапазонах волн, как в аналоговом, так и в цифровом исполнении. К таким методам в первую очередь относятся: теории линейных, нелинейных и параметрических систем, теории передающих и приёмных систем, спектральный анализ, теория излучения и приёма радиоволн, теория оптимальной обработки сигналов, статистическая радиотехника и ряд других.

Рис. 1.1

В свою очередь, в перечисленных методах и теориях используются в качестве основы и широко применяются при проведении исследований такие фундаментальные понятия, как корреляция, когерентность, резонанс, спектр, интерференция, дифракция, дисперсия и другие им подобные, пришедшие в радиотехнику по большей части из физики и математики. Эти понятия давно стали привычными для радиоинженеров и прочно вошли в повседневную научную и производственную практику. Однако именно это обстоятельство нередко и создаёт "подводные камни" для специалистов.

Дело в том, что на ранних этапах развития любой науки, в том числе и радиотехники, используемые в ней новые фундаментальные понятия, как правило, проходят процесс детального осмысления. На этих этапах применение новых понятий и связанных с ними явлений, их проявление в различных условиях и средах, возможность реализации на практике, находятся в центре внимания исследователей.

По мере развития научного направления внимание специалистов и инженеров переключается на детали: разработку всё более оптимальных и всё более точных способов расчёта, применение всё более сложных схем и программ, поиск новых направлений для использования известных методов. При этом основные, фундаментальные понятия как бы отходят на второй план. Частое использование этих понятий вырабатывает определённый стереотип их восприятия и использования, в результате чего начинают забываться присущие этим понятиям особенности и ограничения, перестают учитываться условия, в которых их можно или нельзя применять. И тогда на практике могут возникнуть и достаточно часто возникают ситуации, когда в процессе проектирования радиотехнической системы получаются некорректные, неправильные результаты, возникают ошибки и различные "парадоксы".

По этой причине для каждого нового поколения радиоспециалистов важно самостоятельно изучить и понять все стороны, все особенности фундаментальных понятий, используемых в радиотехнике, как бы снова преодолеть тот путь, который эта наука прошла на ранних этапах.

Настоящая книга является попыткой пояснить существо ряда фундаментальных понятий, широко применяемых в радиотехнике, объяснить особенности этих понятий, показать правомерность их употребления в тех или иных случаях, предостеречь от некорректного их использования, помочь специалисту глубже разобраться в решаемой им радиотехнической задаче.

С другой стороны, опыт показывает, что любые теоретические исследования, любые, даже самые сложные, технические эксперименты должны иметь максимально ясное физическое толкование полученных результатов. Знание фундаментальных понятий помогает понять физическую сущность этих результатов. В противном случае исследователь или проектировщик также не застрахован от серьезных ошибок.