Построение технической теории - теоретической радиотехники

"Телеграфия без проводов" первоначально представляла собой прикладное исследовательское направление электродинамики. Позже она стала рассматриваться как новый раздел (область исследования) электротехники, задача которого заключалась в совершенствовании приема электромагнитных волн, борьбе со всевозможными видами помех, использовании тока высокой частоты. В ранних курсах по радиотехнике еще значительное место занимает электротехническая часть, так как радиотехника пользуется различными стандартными электротехническими устройствами и элементами. Поэтому радиотехнические цепи рассматриваются первоначально как разновидность электротехнических цепей, работающих на токах высокой частоты. В данном случае можно говорить о переносе исходной теоретической схемы и соответствующих ей понятий, представлений и методов анализа из смежной технической теории.

В процессе переработки этой схемы, взятой из электротехники, на основе нового эмпирического материала (иных конструктивных элементов) происходит ее коренное преобразование. Радиотехнические схемы имеют ряд существенных отличий от электротехнических цепей. А это влечет за собой и необходимость изменения их исходной электротехнической модели. Так, для получения токов высокой частоты в радиотехнике стали применяться методы, неизвестные в электротехнике, свободные колебания, не связанные с проводами и совершенно новые приборы и устройства. "Методы измерения силы тока, напряжения и т.д. невозможно было непосредственно заимствовать из тогдашней электротехники. Появлялись совершенно новые устройства новой измерительной техники: измерение частоты или длины волны и логарифмического декремента" [58]. Кроме того, изменяется и масштаб многих электротехнических величин. Радиотехнику приходится учитывать такие величины, которые слишком малы и не представляют интереса при изучении техники медленных изменений электрического тока. Другими словами: достигается соответствие двух слоев технической теории - поточных (описывающих физические процессы, протекающие в радиотехнических устройствах) и структурных (задающих конструктивно-технические параметры этих устройств) схем.

Параллельно разрабатываются частные теоретические модели, такие, как теория усилителей, теория пустотных (ламповых) генераторов переменного тока и т.п., образующих отдельные островки теоретического исследования. Все частные теоретические вопросы, касающиеся конструктивных элементов радиотехнических систем (например, электровакуумных приборов), и более детальное описание конструкции их подсистем (радиоприемников, радиопередатчиков, антенн [59] и т.д.) постепенно выносятся в специальные курсы. В результате выделились некоторые вопросы, представляющие общий интерес для всякого радиотехнического устройства. Частные теоретические схемы перерабатываются и систематизируются с одновременным их обобщением.

Проблема введения однородных идеальных объектов радиотехнической теории, позволяющих установить соответствие ее функциональной, поточной и структурной схем, на уровне традиционных электротехнических элементов решалась относительно просто.

Во-первых, уже в электротехнике было установлено однозначное соответствие между всеми этими идеальным объектами (емкостью, индуктивностью, сопротивлением) и конструктивными элементами реальных электрических схем (конденсаторами, катушками индуктивности, резисторами). Во-вторых, цепь, построенная из идеальных объектов, с помощью специально разработанных в электротехнике приемов может быть представлена в виде произведения некоторого количества операторов. Рассмотрение радиотехнических систем с точки зрения теории цепей значительно упрощает задачу их исследования, поскольку огромное разнообразие конструктивных элементов, отличающихся своими характеристиками, принципом действия, конструктивным оформлением и т.д., заменялось сравнительно небольшим количеством идеальных элементов и их соединений, представляющих реальные элементы и связи. Любая электротехническая цепь может рассматривается как совокупность идеализированных двухполюсников, действие каждого из которых может быть описано линейным оператором, преобразующим входящий ток в выходящий - и тот и другой представляются в этом случае вектором, характеризующим максимальное (или действующее) значение силы тока и его фазу. Одна из наиболее распространенных электротехнических схем - это трансформатор, преобразователь тока и/или напряжения, "в простейшем случае состоящий из 2 обмоток, первичной и вторичной, снабженный, как правило, ферромагнитным сердечником. Прохождение переменного электрического тока в первичной обмотке трансформатора индуцирует ЭДС во вторичной обмотке".

Другое по технологическим наукам

Параллельные компьютеры и супер-ЭВМ
О том, что где-то существуют некие мистические "очень мощные" компьютеры слышал, наверное, каждый. В самом деле, не так давно было много разговоров о поставке в Гидрометеоцентр России могучих компьютеров фирмы Cray Research. В ноябре 1999 года состоялось официальное открытие Межведомстве ...