Геннадий Вильдяйкин - Исследование и оценка параметров сигналов в распределенных информационных системах. Для студентов технических специальностей

Поэтому целесообразно информацию представить в виде многообразия физических полей, которые отражают среду переноса проявления источников информации, но не сущность информации.

Физические поля (информация) формируются, создаются природой, техническими системами, средствами (ТС), биологическими объектами.

Технические средства имеют так называемые техногенные физические поля. Эти поля несут данные, сведения, как о самом техническом средстве, так и о содержание сведений, которые циркулирует в техническом средстве (например, речевое сообщение в средствах связи, сведения в видеосистемах, в ЭВМ и др.)

Информация – это не только физическое поле определенного вида, но это и так называемые поля взаимодействия электромагнитных полей, поля взаимодействия электромагнитных и акустических полей. При этом наблюдается два вида взаимодействий суперпозиция полей, волн и нелинейные взаимодействия (Рис.1).

Принцип суперпозиции. В общем случае, принцип суперпозиции – это допущение, согласно которому результирующий эффект сложного процесса воздействия эквивалентен сумме эффектов от каждого воздействия в отдельности. Разумеется, это определение предполагает, что эффекты не влияют друг на друга.

Сформулированный принцип справедлив, если система описывается линейными уравнениями. Слабое гравитационное поле с хорошей точностью подчиняется принципу суперпозиции. Для ряда случая электромагнитных полей принцип суперпозиции применим к системе, описываемой нелинейными уравнениями, т.е. меняющейся под действием внешних эффектов, принцип суперпозиции неприменим. Примером нарушения принципа суперпозиции может служить магнитное поле в ферромагнетике. Другой пример – свет (сильное световое поле) в среде. Такое поле может генерировать в среде за счет нелинейного взаимодействия с ней свет на длине волны в два, три или более раз меньшей.

Сильное гравитационное поле не подчиняется принципу суперпозиции, поскольку оно описывается нелинейными уравнениями Эйнштейна. Разделы физики, которые изучают явления, в которых нарушается принцип суперпозиции, обычно называют нелинейными. Например, нелинейная оптика.

В математической модели будут рассмотрены слабые гравитационные, электромагнитные, акустические поля, к которым принцип суперпозиции применим. В дальнейшем рассмотрим суперпозицию, и взаимодействия таких полей: электромагнитного поля (ЭМП), электрического поля (ЭП), магнитного поля (МП), гидроакустического поля (ГАП), акустического поля (АПВ), вибрационного поля (ВП). Примером такого взаимодействия может являться любое излучение акустическое или электромагнитное, в реальных условиях распространения при отражениях.

Рассмотрим, приведем ряд примеров описание преобразований составляющих ЭМП с ЭМП при наличии нелинейных элементов или структур. Кроме того, будем рассматривать взаимодействие акустического и вибрационного полей с электромагнитным полем на нелинейных элементах и нелинейных средах. Обратимся к рисунку 1.

ЭТ-ЭМП. Классическим примером такого взаимодействия является модуляция электрическим током излучения переменного электромагнитного поля. Это передающие средства связи, телекоммуникаций, радиолокации, телевидения и т. д.

ЭП-ЭМП, МП-ЭМП, Составляющая ЭМП – электрическое поле (ЭП) и магнитное поле (МП) воздействует на радиотехнические цепи радиопередающих устройств, где путем наводки или воздействия на нелинейные элементы транспонируются в другой частотный диапазон. Кроме того, наводятся на линии связи, электропитания и коммуникаций.

ЭМП-ЭМП. Наиболее объемное взаимодействие полей на нелинейных структурах. Охватывает широкий частотный диапазон электромагнитных волн. Воздействие на электрические цепи аналогично ЭП и МП, только защита от такого воздействия сложна. Сведения, которые находятся в таких сформированных полях, иногда очень объемные и не всегда дешифруется. Например, излучение от биологической структуры человека [1].

АПВ-ЭМП. Информационное акустическое поле преобразуется в электрический сигнал, который прямо или после последующих преобразований формируется в электромагнитном поле. Например, акустоэлектрическое преобразование на поверхности.

ВП-ЭМП. Вибрационные колебания модулируют высокочастотные электромагнитные колебания на отражающихся поверхностях. Информация передается электромагнитным полем.