Профессор Знаев

ГДЕ — ПОЛЕЗНЫЙ СИГНАЛ, А ГДЕ — ПОМЕХА?

Результаты исследований феноменальных возможностей дельфинов и китов нередко помогают человеку в решении проблем, свя­занных с освоением океана. Например, радио­связью в воде, к сожалению,

не воспользу­ешься — радиоволны в ней быстро затухают. Вот и остаются для связи только звуки, в использовании которых эти животные боль­шие «специалисты».

Для нас также очень важны вопросы ло­кации морских глубин. Например, для пост­роения карты дна морей и океанов, нужной при поиске там полезных ископаемых; для решения вопросов, связанных с безопасным движением судов и подводных лодок; для выяснения структуры литосферных плит, из которых, как теперь стало известно, построе­на вся поверхность земного шара. На грани­цах этих плит рождаются горы и вулканы, происходят землетрясения.

Вот небольшая локационная задача, с ко­торой сталкивается человек. На рисунке сле­ва показано в плане, как выглядит информа­ция, полученная от кругового радара — ра­диолокатора, принцип действия которого схож с сонаром (от sound — по англ. звук) — зву­ковым локатором. Видно, что близкие к нему предметы могут экранировать (заслонять) те цели, за которыми ведется наблюдение. Ка­ким же способом избавиться от помех?

Теперь посмотрим на правый рисунок. Из него следует, что сигнал, пришедший от уда­ленной цели, выглядит слабее, чем от близ­кой. По этим данным можно было бы опре­делить расстояние до интересующего нас объекта. Однако для этого нужен мощный излучатель сигналов, но его могут заметить раньше, чем он сам «поймает» цель. Также необходим высокочувствительный приемник, но его легко «забить» ложными сигналами — помехами.

Конструкторы радаров и сонаров научи­лись решать многие из подобных задач. На­пример, принимать сигналы от неподвижных целей так, чтобы они «гасили» друг друга, не мешая следить за движущимся объектом. Или придавать испускаемому импульсу осо­бую форму, которая отличает его от «пара­зитных» сигналов.

При этом вот что важно: продвижение как в радио-, так и в эхолокации позволило нам лучше разобраться, как работают подобные сложные системы в природе. И наоборот, бла­годаря этому прогрессу в понимании приро­ды ее подсказки дали нам возможность со­вершенствовать свои приборы.

Например, недавно немецкие ученые созда­ли эхолот, излучающий волны в ультразвуко­вом диапазоне, близком к тому, который ис­пользует летучая мышь. И с его помощью ста­ли определять состав донного грунта с недо­стижимой прежде точностью. Радар, изобре­тенный группой американских конструкторов, способен воспринимать биение человеческого сердца на расстоянии 100 метров и «чувство­вать» человеческое дыхание даже через бетон­ную стену метровой толщины.