В. И. Бунимович – пионер в области статистической радиотехники

М. А. Быховский

Уметь дать направление – признак гениальности.

Наполеон

Введение

В ряду выдающихся ученых, усилиями которых в XX в. была создана статистическая теория связи, играющая значительную роль в происходящем сейчас переходе нашей цивилизации к информационному обществу, достойное место занимает известный отечественный ученый, один из пионеров в области статистической радиофизики, доктор технических наук, профессор Владимир Иосифович Бунимович. В июле нынешнего года исполнилось 100 лет со дня его рождения. Всего около 30 публикаций насчитывает список научных трудов В. И. Бунимовича, однако многие его работы сыграли огромную роль в становлении и развитии нового и весьма важного в практическом отношении научного направления – статистической радиотехники.

В середине 40-х годов XX в. в основу теории связи некоторые выдающиеся ученые современности ввели статистические методы, которые позволили найти новые направления совершенствования техники связи. Это академик В. А. Котельников, создавший теорию потенциальной помехоустойчивости; академик А. Н. Колмогоров и знаменитый американский математик Н. Винер – авторы теории оптимальной линейной фильтрации и предсказания случайных сигналов; К. Шеннон, выдвинувший новаторские идеи теории информации, определившие основные закономерности передачи и приема сообщений по каналам связи.

К первооткрывателям относятся также выдающийся отечественный ученый В. И. Бунимович и американские ученые С. О. Раис и Д. Миддлтон, независимо друг от друга разработавшие примерно в одно и то же время вероятностные методы анализа различных радиоустройств.

Жизнь и деятельность

Родился В. И. Бунимович 16 июля 1904 г. в Цюрихе (Швейцария). Вскоре его родители приехали в Россию и стали жить в Таганроге. Отец будущего ученого был химиком, а мать – врачом. Учился В. И. Бунимович хорошо и к окончанию местной гимназии (1920 г.) владел тремя иностранными языками – немецким, английским и французским. Сразу же после окончания гимназии В. И. Бунимович поступил в Профтехшколу в Таганроге. Однако еще в гимназии у юноши появился интерес к точным наукам, и в 1922 г. он поступил на физико-математический факультет Донского университета. В связи с тем, что этот университет в 1924 г. был закрыт, В. И. Бунимовича для продолжения учебы перевели в Ленинград. Диплом инженера-физика он получил в 1929 г. после окончания физико-механического факультета Ленинградского политехнического института.

Инженерная и научная деятельность В. И. Бунимовича началась в 1927 г., когда он, будучи еще студентом, стал работать в Ленинградской физико-технической лаборатории под руководством известного ученого, проф. Д. А. Рожанского. В этой лаборатории он занимался проблемами создания умножителей частоты, и в 1930 г. в научных журналах и у нас, в СССР, и в Германии появились его первые публикации, посвященные данной теме. В 1931 г. он был переведен в Харьковский физико-технический институт, где занимался экспериментальными и теоретическими исследованиями в области ядерной физики. В 1935 г. его привлекают к работам, связанным с созданием радиолокационной техники, и переводят в один из НИИ в Ленинграде. В этом институте В. И. Бунимович создает основы теории полых электромагнитных резонаторов с малыми потерями, являющихся важным элементом передающих устройств радиолокационных станций. В то же время он решает важную практическую задачу создания высокочастотных волномеров дециметрового и сантиметрового диапазонов. В дальнейшем ученый разрабатывал разного рода радиотехнические устройства дециметрового диапазона, освоение которого в те годы только начиналось. В 1939-1940 гг. в "Журнале технической физики" он опубликовал фундаментальные научные работы по этой тематике, а в 1940 г. в Ленинградском индустриальном институте защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

Первый жестокий жизненный удар В. И. Бунимович получил в 1938 г., когда по ложному обвинению арестовали его отца, который в скором времени погиб в тюрьме.

В 1940 г., перед началом Великой Отечественной войны, В. И. Бунимович перевелся в Ленинградский физико-технический институт АН СССР, где начал заниматься проблемами, связанными с влиянием шумов на прием радиолокационных сигналов. Своими оригинальными работами в этой области он заложил основы статистической радиотехники.

Война с фашистской Германией принесла В. И. Бунимовичу новое личное горе: через несколько месяцев после оккупации фашистами Таганрога погибла его мать.

В 1943 г. В. И. Бунимовича утверждают в ученом звании старшего научного сотрудника. С 1944 по 1949 гг. он занимается исследованиями в лаборатории известного советского ученого, академика М. Я. Леонтовича, с которым работает вместе – сначала в одном из НИИ в Ленинграде, а затем в Физическом институте им. Лебедева в Москве.

В 1949 г. Владимир Иосифович был переведен на работу в Геофизический институт АН СССР. Здесь в 1950 г. он получил академический отпуск для написания ставшей вскоре знаменитой книги "Флуктуационные процессы в радиоприемных устройствах". Эта книга сделала его признанным в нашей стране основоположником статистической радиотехники. В 1952 г. В. И. Бунимович перешел в Московскую телевизионную лабораторию, в которой выполнял экспериментальные и теоретические исследования, связанные с разработкой методов и средств по подавлению помех телевидению, входных устройств радиоприемников и специального анализатора спектра.

Написанная им книга легла в основу диссертации на соискание степени доктора технических наук, которую он успешно защитил в 1955 г. В этом же году его переводят на работу в крупнейший отечественный научный центр – Институт радиотехники и электроники (ИРЭ) АН СССР, возглавляемый академиком В. А. Котельниковым.

В ИРЭ В. И. Бунимович проработал до конца своей жизни. До 1962 г. ученый занимал в институте должность старшего научного сотрудника, а затем в ИРЭ была создана лаборатория статистических методов радиотехники и новых физических принципов построения помехозащищенных систем связи, которую он возглавлял до 1970 г. После этого В. И. Бунимович работал в ИРЭ старшим научным сотрудником-консультантом.

В. И Бунимович был не только выдающимся исследователем, но и крупным педагогом. Преподавать он стал сразу же после окончания института, в 1930 г. Ученый преподавал в Ленинградском политехническом институте, Харьковском машиностроительном институте и Московском педагогическом институте, читая курсы лекций по электрическим колебаниям, математике, теоретической и общей физике.

Первые в нашей стране лекции по теории флуктуационных процессов для аспирантов и научных сотрудников ряда НИИ были прочитаны В. И. Бунимовичем в 50-е годы. Эти лекции заложили основы курса статистической радиотехники, который вскоре стал преподаваться во многих высших учебных заведениях. В 1963 г. Владимир Иосифович был утвержден в ученом звании профессора.

В. И. Бунимович обладал широкой эрудицией и глубокими знаниями. В то же время среди коллег он был известен своей скромностью и сдержанным отношением к собственной работе, щедростью и доброжелательностью. Он был лишен тщеславия и сознательно не стремился ни к научным почестям, ни к званиям.

В. И. Бунимович скончался в Москве 3 октября 1981 г. в возрасте 77 лет.

Разработка проблем статистической радиотехники

Как уже отмечалось, к разработке проблем статистической радиотехники В. И. Бунимович приступил незадолго до начала Великой Отечественной войны – примерно в те же годы, что и другие пионеры данного научного направления – американские ученые С. О. Раис и Д. Миддлтон.

В 1945-1946 гг. он опубликовал ряд работ [1-4], заложивших основы статистической радиотехники. В них ученый рассматривал основные задачи новой научной области, связанные с преобразованием случайных процессов при их прохождении через нелинейные узлы приемных устройств, а также решал ряд задач по определению статистических характеристик выбросов случайных процессов. Проблемы статистической радиотехники В. И. Бунимович продолжал разрабатывать и в 50-е годы [5-7]. Предложенный им метод анализа узкополосных флуктуационных процессов (метод огибающих) [5] занял одно из значительных мест в современной статистической радиофизике и сыграл большую роль в ее становлении.

В 1951 г. вышла уже упоминавшаяся фундаментальная монография В. И. Бунимовича "Флуктуационные процессы в радиоприемных устройствах" [8], которая стала первой в мировой литературе книгой по статистической радиотехнике. В ней ставились и решались проблемы, связанные с нелинейными преобразованиями случайных процессов. Этот классический труд в течение многих лет пользовался широкой известностью и являлся настольной книгой для отечественных специалистов в области статистической радиофизики и радиотехники. На нее ссылались авторы научных монографий и учебников, которые издавались в нашей стране во второй половине XX в.

В книге В. И. Бунимовича впервые были развиты общий метод решения задач, связанных с действием флуктуации на детектирующие устройства, а также методы решения задач, связанных с прохождением шумов через детекторы с различными характеристиками, рассмотрена задача совместного действия шумов и сигнала на квадратичный и линейный детекторы, а также теория модуляционного измерителя некогерентного излучения (радиометра). Материал иллюстрировался интересными с точки зрения практики примерами применения представленных в книге методов. В последующие годы значительный вклад в развитие статистической радиотехники внесли крупнейшие отечественные ученые – профессора Б. Р. Левин, Р. Л. Стратонович и В. И. Тихонов.

Работая в ИРЭ, В. И. Бунимович занимался проблемами теории оптимального приема сигналов, созданной академиком В. А. Котельниковым. В конце 50-х – начале 60-х годов он получил ряд фундаментальных результатов [9, 10] по теории обнаружения и оценки параметров слабых сигналов, принимаемых на фоне случайных шумов.

Научные труды В. И. Бунимовича

1. Воздействие флуктуационного напряжения и сигнала на нелинейную систему. – Доклад на Всесоюзной научно-технической конференции, посвященной 5-летию изобретения радио А. С. Поповым, май 1945.
2. Преобразование флуктуации нелинейной системой // ЖТФ. 1946. – 16. 631-650.
3. The effect of the fluctuations and signal voltage on a non linear system // Journ. of Physics USSR. – 1946. – 10, 35-48.
4. Бунимович В. И., Леонтович М. А. О распределении числа больших отклонений при электрических флуктуациях. Доклады АН СССР. – 1946. – Т. 53, вып. 1.
5. Флуктуационный процесс как колебание со случайными амплитудой и фазой // ЖТФ. – 1949. – 19, 1231-1259.
6. Бунимович В. И. Чувствительность радиометра // ЖТФ. – 1950. – 20, 944-953.
7. Бунимович В. И. Выбросы напряжения флуктуационных шумов // ЖТФ. 1951. -21, 625-636.
8. Флуктуационные процессы в радиоприемных устройствах. – М.: Советское радио, 1951.
9. Приближенное выражение вероятности правильного обнаружения при оптимальном приеме с неизвестной фазой // Радиотехника и электроника. – 1958. – № 4.
10. Бунимович В. И., Морозов В. А. Об оценке частоты узкополосного сигнала на фоне белого шума // Радиотехника и электроника. – 1962. – № 1.

Статья опубликована в журнале "Электросвязь" №12, 2004 г., стр. 50.
Перепечатывается с разрешения редакции.