Moderní radiotechnika

V roce 2000 byla vydána knižní monografie Moderní radioelektronika. Její autor v ní podává obecné teoretické základy tohoto oboru, dále se zde zabývá návrhem radioelektronických obvodů i subsystémů a nakonec popisuje některé typické radioelektronické systémy. Tato kniha se setkala s příznivým ohlasem čtenářů, a proto vydavatelství BEN – technická literatura připravilo novou publikaci s podobným tématickým zaměřením, avšak ve zcela jiné podobě.

Nové pojetí knihy si vynutil neobyčejně rychlý rozvoj daného oboru, charakterizovaný především mohutným pronikáním výpočetní techniky do oblasti návrhu radioelektronických obvodů i subsystémů a dále neobyčejně rychlým rozvojem radiokomunikačních systémů. Záměrem autorů bylo vytvoření publikace podávající nejen solidní teoretické základy daného oboru, ale důsledně naznačující i způsoby využití teoretických poznatků v praxi. Tuto skutečnost vyjadřuje i poněkud změněný název publikace "Moderní radiotechnika", akcentující technický charakter celého díla.

Nová publikace shrnuje ve svém prvním oddílu teoretické základy radioelektroniky, především pak základy teorie signálů a systémů. Na rozdíl od předchozího vydání zde jsou vypuštěny obecné články, které nenacházejí přímé uplatnění v dalších částech knihy. Naopak však zde jsou zařazeny některé nové teoretické partie, které se začínají aplikovat v moderních rádiových obvodech i systémech. Následující část knihy se zabývá aplikovanou teorií, především potom obecnými otázkami rádiového přenosu. Probírá se zde zdrojové a kanálové kódování, včetně nejnovějších metod jako jsou například řetězové kódy, turbo kódy a paralelní kódy, náležitá pozornost je věnována také moderním diverzitním technikám. Tyto nové metody umožňují již dnes realizovat radiokomunikační systémy, blížící se svou přenosovou kapacitou teoretickým limitům stanoveným Shannonem. Rovněž podrobně se analyzují nové typy digitálních modulací a metody mnohonásobného přístupu, zejména potom kódového přístupu CDMA, založeného na technice rozprostřeného spektra a rovněž přístupu s ortogonálním frekvenčním multiplexem OFDM.

Úplně nový je druhý oddíl publikace, zabývající se analýzou a syntézou radiotechnických obvodů a subsystémů. Předchozí vydání knihy zpracovávalo tuto tematiku ještě klasickým způsobem, bez jakékoliv podpory počítačem. Tento "ruční" přístup se však s narůstajícím stupněm integrace a tím i složitosti monolitických obvodů stává stále méně efektivním a v realizační etapě musí být nutně doplňován experimentální metodou "pokusů a omylů", která však je zdlouhavá a nákladná a nemusí vždy vést k optimálním výsledkům. V novém vydání knihy je návrh radiotechnických obvodů a subsystémů založen důsledně na metodě CAD (Computer-Aided Design), tedy na návrhu podporovaném počítačem, který odstraňuje většinu zmíněných nedostatků klasických návrhových postupů. Počítačový návrh je rychlejší a efektivnější než konvenční přístupy, zvládá i složité vysokofrekvenční a mikrovlnné bloky a také umožňuje jejich optimalizaci, a to nejen z hlediska funkčního, ale i například také z hlediska jejich výtěžnosti při hromadné výrobě. Druhý oddíl je rozdělen na dvě základní části. První je věnována modelům prvků nejčastěji používaným v obvodech radiotechniky, tj. zejména modelům vysokofrekvenčních tranzistorů a přenosových vedení. Druhá část pojednává o moderních algoritmech pro analýzu a optimalizaci radiotechnických obvodů a subsystémů.

Třetí oddíl knihy je zaměřen na konkrétní typy rádiových komunikačních systémů. Stručná pozornost je zde věnována digitálnímu rozhlasu DAB a digitální televizi DVB. Podrobně se probírají pozemní mobilní telekomunikační systémy, zejména pak celulární sítě, rádiové lokální sítě W LAN a personální sítě PAN. V oblasti celulárních sítí se popisuje standard 2. generace GSM, včetně svých vývojových variant GPRS/EDGE. Zvýšená pozornost je věnována nastupujícímu standardu 3. generace UMTS a jeho budoucím verzím HSDPS aj. Podrobně se zkoumají také rádiové lokální sítě W LAN, zejména potom evropský standard HIPERLAN/2 a americké standardy IEEE 802.11 (včetně variant 802.11b tj. Wi-Fi a také 802.11a). Samostatné kapitoly jsou vyhrazeny personálním sítím Bluetooth a UWB. V oblasti technologie rádiových systémů je hlavní pozornost zaměřena na problematiku softwarového rádia, které bývá označováno za jeden z nejvýznamnějších fenoménů radiotechniky počátku 21. století.

Kniha je určena studentům vysokých a středních škol orientovaných na daný obor. Poučení v ní však naleznou i odborníci z výzkumu a praxe a kromě několika teoretických partií bude svou úrovní dostupná i radioamatérům.

Stručný obsah

1. Rádiové signály a systémy
2. Modulace a kódování
3. Radioelektronické obvody a subsystémy
4. Modely polovodičových prvků
5. Algoritmy pro návrh elektronických obvodů
6. Technika rádiového přenosu