Theorie zeitvarianter linearer Übertragungssysteme

Es gibt wohl kein System von einer höheren Komplexität als unser globales Kommunikationssystem, in dem unterschiedlichste Endgeräte weltweit miteinander verbunden werden. Das Übertragungsverhalten dieser
a priori nicht bekannten Verbindungen, an denen digitale und analoge Systeme beteiligt sind, ist grundsätzlich zeitvariant.
Da das Gesamtsystem nicht instabil werden darf, verwendet man als nachrichtenverarbeitende Systeme größtenteils passive Systeme mit inhärent robustem Stabilitätsverhalten.

Diese Habilitationsschrift leistet einen umfassenden Beitrag zur Theorie zeitvarianter linearer Übertragungssysteme und berücksichtigt sowohl analoge als auch digitale Systeme zur Signalverarbeitung und -übertragung. Für einen leichteren Zugang zur Behandlung zeitvarianter Systeme wird eine Synthese angegeben, mit der sich zu einem passiven physikalischen System, das durch eine Differentialgleichung mit variablen Koeffizienten spezifiziert ist, eine elektrische Schaltung entwerfen lässt. Das zugehörige Schaltbild liefert nicht nur Strukturinformation, sondern es begünstigt zudem eine funktionale Analyse der Differentialgleichung unter Berücksichtigung energetischer Eigenschaften.

Der Leser findet zu verschiedenen zeitvarianten Systemen ein Nachschlagewerk vor, in dem die einzelnen Systeme mit ihren charakteristischen Eigenschaften katalogisiert sind. Die einheitliche Abhandlung der Systeme basiert auf einem Rechenkalkül, mit dem die Übertragung analoger und digitaler Signale durch zeitvariante Systeme mental beherrschbar wird. Als Beispiele werden eine zeitvariante Impulsformung sowie ein zeitvarianter signalangepasster Empfang mit der entwickelten Theorie routiniert analysiert, entworfen und synthetisiert.