Заключение. О тенденциях в современной радиоэлектронике

Колебательный контур и его компоненты (индуктивность L, конденсатор C, а также вакуумная электронная лампа Л, диод D и транзистор Т как функциональные приборы) были счастливой находкой для радиоэлектроники в первые десятилетия ее развития. Технологически просто реализуемые, обладая чрезвычайно высоким и до сих пор недостижимым для существующих цифровых вычислителей эквивалентным быстродействием, они были базой для создания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Поэтому основная учебная литература по базовым радиотехническим дисциплинам, таким как радиотехнические цепи и сигналы, основы теории радиотехнических систем, радиоавтоматика и др., еще четверть века назад в значительной степени ориентировались на создание у студентов радиотехнических специальностей представления о РЭА как о среде из компонентов L, C, R, Л, D и Т.

Уже в 60-х годах XX века тенденция к микроминиатюризации РЭА поставила под сомнение вопрос о целесообразности применения в ней различного вида индуктивностей. Качество РЭА в микросхемном исполнении уже в 70-80-х годах считалось тем выше, чем меньше в ней использовано конденсаторов. Программно реализуемые цифровые фильтры успешно конкурировали с LC фильтрами. Уже сейчас ясно, что приемное устройство может быть реализовано в цифровом виде как устройство быстрого преобразования Фурье (БПФ) наводимых в антенне токов с последующей цифровой фильтрацией и вычислением модулей выходных сигналов фильтра. О получаемой при этом избирательности, возможности регулировки полосы пропускания, отсутствии паразитной обратной связи, устойчивости, простоте настройки и перестройки современному разработчику пока остается лишь мечтать.

Для реализации подобной аппаратуры быстродействие вычислителей должно иметь порядок 10¹⁶-10¹⁸ базовых операций в секунду. Учитывая рост быстродействия вычислителей, современные радиоинженеры должны не только владеть возможностями создания РЭА на основе элементов L, C, R, Л, D, Т, но и хорошо владеть математическими аспектами обработки сигналов на цифровых вычислителях. В конечном счете перспективная РЭА – это аппаратно-программный комплекс, сочетающий систему сенсоров и программные продукты для обработки поступающих с выхода сенсоров сигналов. Основой подготовки радиоинженеров с такой компетенцией является приближение уровня математической подготовки к университетскому за счет более полного освоения таких курсов, как основы функционального анализа, линейная алгебра и многомерная геометрия.

Следующий шаг состоит в освоении единой методики теории обработки сигналов как операций, связанных с вычислением меры схожести векторных сигналов на основе их скалярного произведения. Изучаемые в курсе радиотехнических систем основные операции над зашумленными сигналами, такие как обнаружение, оценка параметров, распознавание, разрешение, сводятся к формированию мер схожести с помощью согласованной фильтрации, т.е. набора отсчетов в виде скалярных произведений искаженных принимаемых сигналов с эталонными сигналами.

Дальнейшее совершенствование РЭА также связано с освоением новых видов векторных сигналов, но заданных не вещественными, а комплексными и кватернионными компонентами. Скалярное произведение таких сигналов более информативно, чем широко используемые в настоящее время вещественные векторные сигналы. На основе дополнительной информации появляется возможность устранить влияние мешающих факторов перед началом операции вычисления меры схожести. Это особенно важно при обработке трехмерных сигналов, задающих различного вида изображения расположенных в пространстве объектов.

Решать эти сложные, но чрезвычайно интересные задачи предстоит Вам – будущим инженерам, делающим сегодня лишь первые шаги на пути к избранной специальности.