Биография Владимира Александровича Котельникова и его изобретения

Государственный комитет  РФ по высшему образованию

Санкт-Петербургский Государственный  Электротехнический

Университет им. В.И. Ульянова (Ленина)

 

 

 

Кафедра русского языка

 

 

 

 

 

 

 
Реферат по русскому языку

на тему:

«Биография В. А. Котельникова и его изобретения»

 

 

 

 

              

 

 

Выполнил: Чу Чонг Шы

Студент группы 9192ФРТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012г.

Содержание

 

Введение ………………………………………………………………………… ……. 3

Биография …………………………………………………………………… ……….4

Достижения Котельникова в развитии теории оптимального приема многопозиционных сигналов …………………………………………………….8

М-позиционные  сигналы ……………………………………………………  ….12

Заключение ……………………………………………………………………………15

Список литературы   …………………………………………………………… ….17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

С именем В. А. Котельникова связано важнейшее сегодня направление  в этих науках – цифровая обработка  сигналов. «Теорема Котельникова» входит в азбуку любого инженера, работающего  в области цифровых систем связи, радиолокации, телевидения и т.д. Теория потенциальной помехоустойчивости, созданная Котельниковым, определяет качество любых каналов связи  – от традиционных радиорелейных  линий и станций до самых современных  волоконно-оптических и спутниковых  линий связи, сотовых радиотелефонов и скрытной связи на шумоподобных сигналах. Прочно связано с именем В. А. Котельникова новое направление  в освоении космоса – планетная  радиолокация. Благодаря ей удалось  существенно уточнить астрономическую  единицу и размеры нашей Солнечной  системы, и тем самым обеспечить возможности точного вывода космических  аппаратов на орбиты планет и их мягкой посадки, получения радиолокационных изображений ландшафтов планет, даже таких закрытых облаками, как Венера. Без преувеличения можно сказать, что деятельность В. А. Котельникова составляет эпоху в отечественной  и мировой радиотехнике и информатике.

 

 

Биография

 

Владимир  Александрович Котельников родился 6 сентября 1908 года в Казани в семье профессора Казанского университета, выдающегося русского механика и математика – Котельникова Александра Петровича (1868 – 1944). Мать – Котельникова Варвара Петровна (1876 – 1922). Жена – Богацкая Анна Ивановна (1916 – 1990). Дети: Котельников Александр Владимирович (1940 – 2000), Котельникова Наталия Владимировна (1942г.рожд.), Королева Марина Владимировна (1956г.рожд.).

В 1926 году, оставаясь верным своему детскому и юношескому увлечению  только зарождающейся наукой – радиотехникой, поступил на Электротехнический факультет Московского высшего технического училища имени Н.Э.Баумана (МВТУ).

В 1931 году окончил Московский энергетический институт (МЭИ), который  в это время выделился из МВТУ как самостоятельный институт, и  получил диплом инженера-электрика  по специальности «радиотехника». Как  одного из лучших выпускников, его оставили в аспирантуре МЭИ. В том же году (1931) до начала занятий в аспирантуре  он несколько месяцев работал  в НИИ (Научно-исследовательский  институт) Связи Красной Армии.

Во время обучения в  аспирантуре (1931 – 1933) В. А. Котельников выбрал темой своей научной работы актуальную в то время проблему пропускной способности линий электросвязи, в ходе решения которой им впервые была математически точно сформулирована и доказана «теорема отсчетов», которая впоследствии была названа его именем. Теорема Котельникова, которая была опубликована в 1933 году, вошла в число основополагающих принципов теории связи и стала одним из краеугольных камней информатики.

После окончания аспирантуры  в 1933 году В. А. Котельников, оставаясь  преподавать в МЭИ, поступил на работу в Центральный научно-исследовательский  институт связи (ЦНИИС) Наркомата связи  СССР на должность инженера, затем  главного инженера. Позже стал заведующим лабораторией Института радио Наркомата  связи СССР, выделившегося из ЦНИИСа (1933 – 1941).

В. А. Котельникову принадлежит  ряд серьезных инженерных разработок, выполненных в предвоенные годы и в период Великой Отечественной  войны. Под его руководством была создана уникальная аппаратура радиосвязи, установленная на линии Москва – Хабаровск. Создание этой магистрали было в свое время крупнейшим достижением отечественной и мировой радиотехники.

В 1941 году руководимая им лаборатория была эвакуирована в  Уфу, где вошла в эвакуированный ранее из Ленинграда Государственный  союзный промышленно-экспериментальный  институт № 56 Министерства электропромышленности. В указанном институте В. А. Котельников  руководил сначала группой, а  затем лабораторией. Начатые до Войны  работы по созданию новых систем связи, защищенных от возможного прослушивания, успешно продолжились в Уфе. Производство разработанной аппаратуры было налажено в блокадном Ленинграде на заводе № 209 также при непосредственном участии В. А. Котельникова. В ходе этих работ ему пришлось решить много  научных, технических и организационных  проблем.

В 1941 году В. А. Котельников  сформулировал четкое положение  о том, каким требованиям должна удовлетворять математически недешифруемая  система и дано доказательство невозможности  ее дешифровки. Данная работа и «теорема отсчетов» (теорема Котельникова) явились  основополагающими в развитии отечественной  криптографии. Созданные под руководством В. А. Котельникова недешифруемые системы  связи с успехом использовались в 1942 – 1945 годах для связи Москвы с фронтами, в действующей армии, а также во время принятия капитуляции Германии для связи советской делегации с Москвой. За достигнутые результаты В. А. Котельников дважды был удостоен Государственной (Сталинской) премии I степени – в 1943 и 1946 годах.

После возвращения в Москву из эвакуации в 1943 году лаборатория  В. А. Котельникова перешла в ведомство НКВД СССР (Народный комиссариат внутренних дел СССР).

В 1944 году В. А. Котельников  перешел на работу в МЭИ (профессор, декан радиотехнического факультета, заведующий кафедрой), где проработал до 1980 года.

Активно занимаясь вопросами  радиосвязи, В. А. Котельников внес существенные усовершенствования в технику приема слабых сигналов. Результаты этих исследований были обобщены в его докторской диссертации, которую он защитил в 1947 году. В  ней он сформулировал ставшие  позднее классическими принципы теории потенциальной помехоустойчивости. Эта работа была опубликована в 1956 году и принесла ученому мировое признание.

С 1947 по 1953 год В. А. Котельников  отдал много сил для организации  и развитию ОКБ МЭИ (особое конструкторское бюро московского энергетического института ): был первым директором и главным конструктором этой организации, которая сразу включилась в работу по ракетно-космической программе СССР. Коллектив ОКБ МЭИ стал одним из крупных разработчиков космической радиоэлектроники.

В 1953 году в возрасте 45 лет  Котельников был избран сразу  действительным членом Академии наук СССР (минуя ступень члена-корреспондента).

В 1953 году В. А. Котельников  становится заместителем директора  только что учрежденного Института  радиотехники и электроники (ИРЭ) АН( Академии наук ) СССР, затем – его директором (1954 – 1987) и с 1987 года – почетным директором. Им была проведена колоссальная работа по организации Института, привлечению для работы в нем лучших научных кадров, подбору научной тематики, что во многом определило быстрый выход ИРЭ в число лидирующих научных учреждений в области радиоэлектроники.

С 1968 по 1990 год В. А. Котельников  был также профессором, заведующим кафедрой Московского физико-технического института.

С именем В. А. Котельникова связано становление и развитие нового направления в исследовании космоса – планетной радиолокации, его идеи используются при создании систем управления и контроля космических аппаратов. Под его руководством была проведена радиолокация Венеры (1961 – 1964), Меркурия (1962), Марса (1963), Юпитера (1963). За эти работы в 1964 году он был удостоен Ленинской премии.

Выдающимся мировым достижением  явились радиолокационные съемки северной части Венеры, осуществленные в 1983 – 1984 годах с помощью аппаратов «Венера-15» и «Венера-16», благодаря которым удалось получить радиоизображение северной части планеты в больших масштабах (примерно 115 млн. кв. км) с разрешением порядка 1 км. В результате изучения этих уникальных данных был создан и издан первый в истории науки «Атлас поверхности Венеры», главным редактором которого являлся академик В. А. Котельников.

В. А. Котельников – крупный организатор отечественной науки. С 1970 по 1975 год он был вице-президентом, а затем стал первым вице-президентом АН СССР (1975 – 1988). На протяжении всего этого периода он курировал Секцию физико-технических и математических наук АН СССР.. С 1988 года он являлся советником Президиума РАН.

В течение многих лет В. А. Котельников являлся главным редактором журнала «Радиотехника и электроника», возглавлял Научный совет Академии наук по проблеме «Радиоастрономия». На протяжении ряда лет возглавлял Совет по международному сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства «Интеркосмос» (ныне Секция Совета РАН по космосу «Международное сотрудничество»).

В 1973 – 1980 годах В. А. Котельников был Председателем Верховного Совета РСФСР. Академик Котельников заслужил авторитет не только у нас в стране, но и за рубежом. Он являлся членом многих научных организаций: член международного Института инженеров по электронике и электротехнике (избран в 1964 году, с 1 января 1987 года являлся его почетным членом); иностранный член Чехословацкой академии наук (1965); почетный доктор Чешского высшего технического училища (почетная степень присуждена в 1967 году); иностранный член Академии наук ГДР (Германская Демократическая Республика) (1974 – 1992) и Польской академии наук (1974); член-корреспондент Международной академии астронавтики (1981); академик Международной академии астронавтики (1982); Вице-президент Международной академии астронавтики (1983 – 1995); иностранный член Академии наук Монголии (1983); иностранный член Болгарской академии наук (1987); почетный доктор Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (1995). Кроме того, Академик Котельников являлся членом Российской ассоциации членов Международной Академии астронавтики, действительным членом Инженерной Академии и Академии Творчества.

Заслуги В. А. Котельникова отмечены высокими наградами. Он дважды Герой  Социалистического Труда, награжден  шестью орденами Ленина, орденом Октябрьской  Революции, двумя орденами Трудового  Красного Знамени, орденами «Знак Почета», «Почета», «За заслуги перед Отечеством» II степени. Ему присуждены Ленинская  премия, дважды Государственная премия СССР. Академия наук СССР наградила  В. А. Котельникова Золотой медалью  имени А. С. Попова (1974), Золотой медалью  имени М. В. Ломоносова, Золотой медалью  с премией имени М. В. Келдыша.

Его научная и общественная деятельность отмечена зарубежными  наградами и премиями: международным  Институтом инженеров по электронике  и электротехнике – медалью имени Х. и С. Бенов и Золотой медалью А. Г. Белла; Фондом имени Эдуарда Райна (Германия) – основной премией за фундаментальные исследования; Чехословацкой академией наук – Золотой медалью «За заслуги перед наукой и человечеством» и Золотой медалью имени Фр. Кржижека; Словацкой академией наук – Золотой медалью «За заслуги

 

перед наукой», Обществом  польских электриков – медалью имени профессора Яна Грошковского, КОСПАРОМ –  медалью имени Вихрама Сарабхая; Международной премией им. Дж. Неру и др.

В. А. Котельников – автор трех монографий и многочисленных научных статей.

 

Достижения Котельникова в развитии теории оптимального приема многопозиционных сигналов

 

Как уже упоминалось, в  первой работе В. А. Котельникова по теории потенциальной помехоустойчивости рассматривались задачи приема сигналов в канале с постоянными и точно  известными параметрами. Котельников  рассматривал по существу системы приема сигналов, в которых применяется  синхронное детектирование.

Однако синхронный прием  возможен лишь в том случае, когда  система синхронизации весьма точно  отслеживает все изменения фазы принимаемого сигнала. Последнее предположение, строго говоря, неправомерно, так как  любой системе фазовой автоподстройки частоты свойственны флуктуации и скачки фазы формируемого на ее выходе опорного сигнала. До середины 50-х годов  проблема реализации синхронного приема сигналов оставалась нерешенной. Для  передачи дискретных сообщений на практике применялись сигналы с амплитудной  и частотной модуляцией (AM и ЧМ), прием которых осуществлялся  путем их детектирования. И первое время исследования в области  теории приема дискретных сообщений  были направлены на определение оптимальных  алгоритмов некогерентного приема этих сигналов и получение формул, позволяющих  рассчитать вероятность их ошибочного приема.

По-видимому, первой работой, в которой содержались результаты исследований вопросов приема сигналов в канале с неопределенной фазой, явилась фундаментальная статья американских ученых У. Петерсона, Т. Бирдзолла  и У. Фокса, в которой были приведены  структурные схемы оптимальных  приемников и дана оценка помехоустойчивости некогерентного приема сигналов.

Отметим, что В. А. Котельников, переключившийся после создания своей теории в 1947 г. на другие научные  проблемы и переставший работать в открытой им новой области, опубликовал  в 1959 г. работу, в которой рассмотрел одну специфическую задачу некогерентного приема широкополосных сигналов и сопоставил помехоустойчивость когерентного и некогерентного приема таких сигналов.

Всесторонние исследования вопросов приема сигналов в канале связи с неопределенной фазой  сигналов выполнил в середине 50-х  годов выдающийся российский ученый Л. М. Финк. Он нашел структуру оптимальных  демодуляторов и получил формулы, определяющие их помехоустойчивость. Полученные им результаты вошли в  его широко известную в СССР монографию, первое издание которой было опубликовано в 1963 г., а второе – в 1970 г. Финк рассмотрел не только вопросы некогерентного приема в оптимальных по Котельникову приемных устройствах, но и в других устройствах, применяемых на практике. Им, в частности, были исследованы вопросы помехоустойчивости приема сигналов ЧМ с использованием частотного дискриминатора. Подобные исследования были выполнены также американскими учеными В. Р. Бенетом и Дж. А. Залтцем.