6. Радиотехника в первые послевоенные десятилетия.

После войны встал вопрос о возобновлении радио и теле вещания на территории разоренной Европы. В 1946 г. английским писателем Артуром Кларком высказывается провидческая идея об использовании искусственных спутников земли для организации глобальной радиосвязи. Независимо от него профессор ЛЭИС П. В. Шмаков предложил идею использования спутников для прямого телевизионного вещания. Их идеи были воплощены в жизнь значительно позже. В течение нескольких лет радио и телевещание было восстановлено, в США, Европе и СССР были приняты новые, более совершенные стандарты телевидения (к сожалению разные) и на очередь встала проблема цветного телевидения. В США предлагалось несколько систем – полуэлектромеханическая CBS и электронная NTSC, победило последнее. В Европе разрабатывалось две системы Secam во Франции и PAL в Германии и большинстве остальных стран. Были приняты обе системы и СССР выбрал французскую.

В 1948 г. в Лабораториях имени Белла (центр научных разработок фирмы Америкен телеграф энд телефон) в декабре 1947 г. учеными В. Шокли. Д. Бардином и У. Бриттеном был создан первый рабочий образец транзистора с точечным контактом – этому электронному прибору было суждено заменить электровакуумные лампы и совершить революцию в радиотехнике. Надо отметить, что первый патент на полевой транзистор был получен в 1925 г. венгерским физиком Юлиусом Лилиенфельдом, в 1934 году немецкий ученый Оскар Хейл (упомянутый выше, как соавтор статьи о принципе действия клистрона) получил патент на полевой транзистор другой конструкции. Исследования по работе Лилиенфельда в 1990 г. показали, что устройство было работоспособным. Имеются сведения из патентного отдела Лаборатории Белл, что Шокли и Пирсон исследовали макеты устройств по патенту Лилиенфельда. .Через пять лет электронная промышленность во всем мире начала их производство, а Шокли, Бардин и Бриттен получили Нобелевскую премию по физике (Позже Бардин получил вторую Нобелевскую премию за работы по сверхпроводимости). А еще через десять лет в 1958 г. в США Д. Килби и Р. Нойсом были созданы первые интегральные микросхемы, которые в ближайшем будущем обеспечили беспрецедентное развитие не только радиоэлектроники, но и компьютерной техники. Первый патент на подобное устройство был получен в 1949 г. немецким инженеров Вернером Якоби. Новые возможности позволяли реализовать неосуществимые ранее проекты. В 2000 г. Килби получил Нобелевскую премию. После войны благодаря работам В. А. Котельникова в СССР и К. Шеннона в США началась бурно развиваться теория сигналов, определяющая пути для их оптимальной обработки. Котельников в 1933 г. в статье «О пропускной способности эфира и проволоки в электросвязи» первым совершенно строго доказал так называемую «теорему выборок» в применении к электрическим сигналам. В 1928 г. Найквист из Лабораторий Белл дал (без особых доказательств) такую же оценку необходимого числа выборок, как и Котельников. Работа Шеннона "Связь в присутствии шумов", опубликованная в 1949 г. также содержит вывод "теоремы выборок", практически не отличающийся от вывода Котельникова. С точки зрения приема и обнаружения сигналов большой практический интерес представляет теория оптимального приема.

Хотя возможность построения линейного фильтра, согласованного со спектром сигналов (для обеспечения максимального отношения сигнал/белый шум) была показана уже в 1943 г. Нортом, применение такого фильтра имеет смысл только при использовании «сложных» сигналов с большой базой (база сигнала – произведение ширины спектра сигнала на его длительность). Дальнейшее развитие теории и практики использования подобных сигналов принадлежит Я. Д. Ширману в СССР, который в середине 1967 г. опубликовал первые в стране открытые работы по использованию сложных сигналов в виде импульсов с линейной частотной модуляцией, Р. Дайку и Р. Дарлингтону в США и многим другим ученым. Одним из способов создания сложного сигнала является передача сигналов с изменяющейся во времени частотой. Первым это предложил Никола Тесла в 1900 г., затем эти же идеи были высказаны немецким ученым Ценнеком, польским офицером Данилевичем и другими. Известная американская певица Хейди Ламар и композитор Джордж Антхейл получили в 1942 г. патент США на подобную систему для управляемых торпед. Позже был предложен другой способ получения сигналов с большой базой – модуляция информационного сигнала кодовыми последовательностями Одновременно велись работы по созданию особочувствительных усилителей и генераторов когерентных колебания. За эти работы Нобелевская премия была присуждена Н. Г. Басову и А. М. Прохорову (СССР) и Ч. Таунсу (США). В 1952 году, независимо друг от друга на научных конференциях американский ученый Джозеф Вебер и советские ученые Басов и Прохоров выступили с докладами о возможности усиления сигналов путем использования энергии вынужденных переходов в атомах вещества. Таунс в 1953 г. построил свой усилитель, названный им "мазером", а Басов и Прохоров свои результаты опубликовали в 1954 г. Генераторы когерентных колебаний оптического диапазона, названные "лазерами" и использующие тот же принцип действия с применением положительной обратной связи, далеко обошли мазеры по масштабам использования. После войны продолжала развиваться радионавигация и радиолокация . Лоран, работавший в диапазоне 1.5 – 2 МГц перестал функционировать, на смену ему пришел Лоран-С, работающий на частотах около 100 кГц. В 1968 начато построение глобальной системы Омега, работающей в диапазоне 10 – 14 кГц, в 1971 г система начала эксплуатироваться. В СССР был создан аналог этой системы под названием "Альфа". Точность определения положения для этой системы была порядка 4 морских миль. Однако ее эксплуатация была прекращена в 1997 году, так как она не выдерживала конкуренции со спутниковой системой ДжиПиЭс. Первая спутниковая радионавигационная система – "Транзит" (5 спутников) была создана в США в 1967 г. для нужд военно-морского флота. Разработка ДжиПиЭс (иначе – Навстар) была начата в начале семидесятых годов и только в 1995 г. была объявлена ее полная готовность. Число спутников в полностью развернутой системе равно 24, все они работают на одной частоте, используется кодовое разделение сигналов. Точность определения координат очень высока – в военном варианте – до 30 см, в гражданском – до 15 метров. В 1976 г. в СССР начали разработку своей системы под название "Глонасс", Система должна состоять из 24 спутников, 21 из которых активные, а три являются запасными. Используется частотное разделение сигналов – в общей сложности 25 частот. Пока система не полна, запущено 14 спутников второго поколения. Европейский союз договорился о создании своей спутниковой радионавигационной системы, под названием "Галилео". В системе предполагается использовать 30 спутников. Предполагаемый срок начала работы системы – 2013 г.