信號與係統分析學習指導與習題詳解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙泓揚 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 綫性係統
• 傅裏葉變換
• 拉普拉斯變換
• Z變換
• 係統分析
• 學習輔導
• 習題詳解
• 工程數學

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121228797

版次：01

商品編碼：11465493

包裝：平裝

叢書名： 創新型人纔培養“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-06-01

頁數：236

正文語種：中文

內容簡介

本書是《信號與係統分析》的輔導用書。全書共8章：信號與係統的基本知識、連續時間係統的時域分析、離散時間係統的時域分析、傅裏葉變換及係統的頻域分析、離散時間信號的傅裏葉變換、拉普拉斯變換及係統的s域分析、Z變換及離散係統的z域分析、係統的狀態變量分析。每章由4部分組成：基本要求、知識點概括、習題詳解、補充習題。

作者簡介

常州工學院“信號與係統”重點課程建設 負責教學常州工學院“信號與係統”精品課程建設 負責教學常州工學院“信息論與編碼”重點課程建設 負責教學常州市市級項目 “界麵波傳播特性的超聲研究” 負責部分實驗工作“信號與係統課程建設”獲校級一類優秀課程建設指導學生畢業設計獲校級三等奬

目錄

目錄
第1章信號與係統的基本知識
1?1基本要求
1?2知識點概括
1?3習題詳解
1?4補充習題
第2章連續時間係統的時域分析
2?1基本要求
2?2知識點概括
2?3習題詳解
2?4補充習題
第3章離散時間係統的時域分析
3?1基本要求
3?2知識點概括
3?3習題詳解
3?4補充習題
第4章傅裏葉變換及係統的頻域分析
4?1基本要求
4?2知識點概括
4?3習題詳解
4?4補充習題
第5章離散時間信號的傅裏葉變換
5?1基本要求
5?2知識點概括
5?3習題詳解
5?4補充習題
第6章拉普拉斯變換及係統的s域分析
6?1基本要求
6?2知識點概括
6?3習題詳解
6?4補充習題
第7章Z變換及離散係統的z域分析
7?1基本要求
7?2知識點概括
7?3習題詳解
7?4補充習題
第8章係統的狀態變量分析
8?1基本要求
8?2知識點概括
8?3習題詳解
8?4補充習題
參考文獻

前言/序言

《深度探索：電磁波的奧秘與通信原理》 內容簡介： 本書旨在為廣大電子工程、通信工程、物理學等領域的學生、研究人員及從業者提供一個深入理解電磁波及其在現代通信係統中應用的基礎。我們將循序漸進地剖析電磁波的本質、傳播特性、與物質的相互作用，並在此基礎上，詳細闡述其在無綫通信、光縴通信、雷達技術等關鍵領域的原理與實踐。本書內容嚴謹，邏輯清晰，力求以通俗易懂的語言，輔以豐富的圖示和實例，幫助讀者構建堅實的理論基礎，並能將所學知識應用於實際問題。 第一篇：電磁波的基石 第一章：矢量分析與場論迴顧 本章將對理解電磁場至關重要的矢量分析工具進行係統迴顧。我們將從嚮量的定義、運算（點積、叉乘）、梯度、散度、鏇度等基本概念齣發，深入講解它們在物理學中的意義。 隨後，我們將重點梳理麥剋斯韋方程組在微分形式和積分形式下的錶達，強調其作為描述電磁現象普適規律的核心地位。我們會詳細解釋每個方程所代錶的物理含義，例如高斯定律在電場和磁場中的應用，安培-麥剋斯韋定律如何統一瞭電流和變化的電場産生磁場，以及法拉第電磁感應定律等。 為瞭更好地理解場量的空間分布和變化，我們將深入探討場的概念，包括標量場和矢量場，以及場的源（電荷、電流）和匯。本章的重點在於為後續章節建立牢固的數學和物理基礎，讓讀者對電場、磁場及其相互關聯性有深刻的理解。 第二章：麥剋斯韋方程組的誕生與演進 本章將帶領讀者追溯電磁學發展的輝煌曆程，從法拉第的實驗發現到麥剋斯韋的理論升華。我們將詳細介紹法拉第如何通過一係列精妙的實驗揭示瞭電磁感應現象，並初步構想瞭“力綫”的概念。 接著，我們將重點解析麥剋斯韋如何在前人工作的基礎上，通過引入位移電流的概念，完成瞭對經典電磁理論的統一。我們將詳細剖析麥剋斯韋方程組的各個組成部分，以及位移電流為何能夠彌補安培環路定律在變化電場情況下的不足。 本書將重點強調，正是麥剋斯韋方程組的完備性，預言瞭電磁波的存在及其傳播速度等於光速，從而揭示瞭光是一種電磁波的深刻結論。我們將從方程組中推導齣電磁波的波動方程，展示其振幅、頻率、波長等基本屬性，為後續章節理解電磁波的傳播奠定理論基礎。 第三章：平麵電磁波的傳播特性 本章將聚焦於最基本也是最重要的電磁波形式——平麵電磁波。我們將基於均勻介質中的麥剋斯韋方程組，推導齣平麵電磁波的波動方程，並求解齣其嚴格的解析解。 我們將詳細分析平麵電磁波的幾個關鍵特性： 振蕩方嚮與傳播方嚮的垂直性： 闡述電場矢量、磁場矢量與波的傳播方嚮相互垂直，形成橫波的特性。 電場與磁場的關係： 揭示電場和磁場的幅值、相位以及它們之間的固定比例關係，介紹波阻抗的概念及其物理意義。 相位傳播與群速度： 區分相位速度（波動的相位前進的速度）和群速度（能量傳輸的速度），並分析它們在不同情況下的關係。 極化： 詳細介紹綫極化、圓極化、橢圓極化等不同類型的電磁波極化方式，以及它們如何産生以及對通信係統接收的影響。 本章還將探討電磁波在真空和理想介質中的傳播，為理解更復雜的傳播環境打下基礎。 第四章：電磁波在不同介質中的傳播 本章將深入研究電磁波在實際傳播介質中的行為。我們將從介質的電導率（σ）、介電常數（ε）和磁導率（μ）入手，分析它們對電磁波傳播的影響。 理想介質： 迴顧和鞏固電磁波在真空和無損耗介質（如某些絕緣材料）中的傳播，重點關注其速度、阻抗和衰減情況。 損耗介質： 詳細分析電磁波在導電介質（如金屬、鹽水）中的傳播。我們將引入“趨膚效應”的概念，解釋電磁波在導體內如何隨著深度指數衰減，並推導齣趨膚深度公式，分析其與頻率、介質參數的關係。 色散介質： 探討介質的電磁參數（ε, μ）隨頻率變化的現象，即色散。我們將分析色散如何導緻不同頻率分量的傳播速度不同，進而引起信號的展寬和失真，強調色散對高速通信係統的影響。 電磁波的反射與透射： 基於菲涅爾方程，詳細分析電磁波在兩種不同介質界麵上的反射和透射現象。我們將討論不同入射角、不同極化方式下反射係數和透射係數的變化，並引入全反射的概念，這在光縴通信等領域至關重要。 第五章：電磁波的輻射與散射 本章將從源頭開始，探討電磁波是如何産生的。我們將介紹最簡單的電磁波輻射源——基本偶極子天綫。 基本偶極子輻射： 詳細分析一個振蕩的電偶極子如何産生電磁波，推導其遠場輻射方嚮圖、輻射功率和平均輻射電阻。我們將解釋方嚮圖的形狀如何描述天綫在不同方嚮上的輻射強度。 天綫理論簡介： 引入更復雜的電磁波輻射體，如短磁偶極子、環形天綫等，並概述不同類型天綫的輻射特性。 電磁波的散射： 探討電磁波遇到障礙物時發生散射的現象。我們將區分瑞利散射和米氏散射，並介紹雷達截麵積（RCS）的概念，它量化瞭目標對雷達波的散射能力，對於雷達探測至關重要。 本章的重點在於理解電磁波的産生機製以及其與物質的相互作用，為理解通信係統的天綫設計和雷達探測原理奠定基礎。 第二篇：通信係統中的電磁波應用 第六章：無綫通信中的電磁波傳輸 本章將聚焦於電磁波在無綫通信中的實際應用。我們將分析無綫信道的多徑效應，即信號經過不同路徑到達接收端的現象，以及其對通信質量的影響，如衰落和碼間乾擾。 傳播模型： 介紹常用的無綫傳播模型，如自由空間傳播模型、陸地傳播模型（如Hata模型）、室內傳播模型等，並分析不同模型適用的場景。 衰落分析： 詳細講解瑞利衰落、萊斯衰落等，分析其産生原因（多徑效應、陰影效應等）以及對信號強度的影響。 分集技術： 介紹提高無綫通信可靠性的關鍵技術，如空間分集、頻率分集、時間分集等，解釋它們如何通過利用信道的冗餘來剋服衰落。 天綫係統： 討論在無綫通信中常用的天綫類型，如全嚮天綫、定嚮天綫、微帶天綫等，以及它們在基站和終端設備中的作用。 第七章：光縴通信中的電磁波導 本章將深入探討光縴通信這一現代通信的關鍵技術。我們將從光波作為電磁波的角度齣發，分析光在光縴中的傳輸原理。 光縴結構與原理： 詳細介紹光縴的縴芯、包層結構，以及光在其中傳播的“全內反射”原理。我們將解釋摺射率分布（階躍型和漸變型）對光波導模式的影響。 光波導模式： 分析光縴中不同傳播模式（單模和多模），以及模式色散對信號傳輸帶寬的限製。 光源與探測器： 簡要介紹光縴通信中使用的光源（如激光器、LED）和光電探測器（如PIN二極管、雪崩光電二極管），以及它們的工作原理。 光縴通信係統： 概述光縴通信係統的組成，包括光源、光縴、中繼器、光接收機等，並介紹其在長距離、大容量通信中的優勢。 第八章：雷達係統中的電磁波應用 本章將揭示電磁波在目標探測、跟蹤和測量中的重要作用——雷達。 雷達基本原理： 詳細講解雷達的工作流程，即發射電磁波脈衝，然後接收目標的反射信號，通過分析迴波的時延、頻率變化等信息來識彆目標。 雷達方程： 推導並深入分析雷達方程，解釋影響雷達探測距離和精度的關鍵因素，包括發射功率、天綫增益、目標雷達截麵積、信號傳播損耗等。 脈衝多普勒雷達： 重點介紹脈衝多普勒雷達，分析其如何利用多普勒效應來區分動目標和靜止目標，以及在目標速度測量中的應用。 雷達信號處理： 簡要介紹雷達信號處理的基本概念，如脈衝壓縮、動目標顯示（MTI）等，以增強目標的探測能力和區分乾擾。 第九章：電磁兼容性（EMC）與電磁乾擾（EMI） 本章將關注電磁波在現代電子設備中不可避免的相互影響問題。 EMC與EMI定義： 清晰界定電磁兼容性（EMC）和電磁乾擾（EMI）的概念。EMC是指設備在電磁環境中正常工作的能力，而EMI是指設備産生的電磁輻射對其他設備造成乾擾。 乾擾的産生與耦閤： 分析EMI産生的常見途徑，包括傳導耦閤、輻射耦閤、串擾等。我們將解釋這些耦閤機製如何在電路闆、電纜和設備之間傳遞電磁能量。 EMC設計原則： 介紹在産品設計早期就應遵循的EMC設計原則，例如： 屏蔽： 如何利用金屬外殼或屏蔽層來阻止電磁波的輻射和侵入。 濾波： 如何使用濾波器來抑製噪聲和不需要的電磁信號。 接地： 強調良好接地的重要性，以及不同接地方式對EMC性能的影響。 布局布綫： 講解閤理的PCB布局和布綫策略如何最小化信號之間的串擾和輻射。 EMC測試與標準： 簡要介紹電磁兼容性測試的流程和常見的國際標準（如CISPR、FCC、CE等），以及産品需要通過這些測試纔能上市的重要性。 第十章：電磁波在傳感技術中的應用 本章將探討電磁波作為一種非接觸式測量手段在各類傳感技術中的應用。 介電常數測量： 分析如何利用電磁波（如微波）與物質介電常數之間的關係來測量物質的成分、濕度、密度等參數。 雷達測速測距： 迴顧和拓展雷達在交通監控、工業自動化、運動分析等領域的測速測距應用。 射頻識彆（RFID）： 介紹RFID技術的工作原理，電磁波如何用於實現物品的無接觸識彆和數據交換，以及其在物流、庫存管理、門禁係統等領域的廣泛應用。 地質勘探與遙感： 探討電磁波（如雷達）如何穿透土壤或地層，用於地下結構探測、礦産資源勘探，以及在衛星遙感中獲取地錶信息。 本書特色： 理論與實踐緊密結閤： 在深入講解理論概念的同時，本書將穿插豐富的實際工程案例和應用場景，幫助讀者理解理論知識的實際意義。 圖文並茂，直觀易懂： 大量采用示意圖、波形圖、方嚮圖等可視化工具，使復雜的電磁現象變得直觀易懂。 數學工具的有效運用： 在必要時，我們會提供清晰的數學推導過程，但始終注重解釋數學公式背後的物理意義，避免晦澀難懂的推導。 前沿技術展望： 簡要介紹電磁波研究和應用領域的前沿發展趨勢，如智能天綫、5G/6G通信、量子通信中的電磁學原理等，激發讀者的學習興趣。 本書適閤於高等院校電子信息類、通信類、物理類專業的本科生、研究生，以及從事相關領域研究和開發的工程技術人員閱讀。通過學習本書，讀者將能建立起對電磁波理論的係統認知，並能將其應用於解決實際的工程問題。

評分☆☆☆☆☆

理論與實踐的完美橋梁——讓抽象概念落地生根 作為一名對信號與係統理論的應用充滿好奇的學生，我常常在課堂上被一些高度抽象的數學模型所睏擾，總覺得這些理論與我們實際接觸到的工程應用之間隔著一層迷霧。這本《信號與係統分析學習指導與習題詳解》恰恰填補瞭這一鴻溝。書中不僅僅是機械地講解公式和定理，而是極其注重理論與實踐的結閤。例如，在講解濾波器設計時，作者並沒有停留在理論公式的推導，而是通過具體的實例，展示瞭如何根據實際需求（如通帶、阻帶的頻率範圍）來選擇閤適的濾波器類型，並給齣具體的參數設計步驟。書中大量的圖示和仿真結果，讓那些原本冰冷的數學概念變得鮮活起來。我能夠直觀地看到一個信號經過不同係統處理後的變化，這種可視化讓我的理解更加深刻。尤其是一些關於通信係統、圖像處理等領域的應用示例，更是讓我體會到信號與係統這門學科的魅力所在。它不再是枯燥的理論推導，而是解決實際工程問題的強大工具。我感覺自己不再是被動地學習，而是在主動地探索，並在書中找到瞭理論與實踐之間那座完美的橋梁。

評分☆☆☆☆☆

經驗豐富者的知識梳理與升華之器 對於我這種已經學過信號與係統，但總覺得理解不夠透徹，尤其是某些高級概念和應用場景依然感到模糊的工程師來說，這本《信號與係統分析學習指導與習題詳解》提供瞭一個絕佳的梳理和升華的機會。它不像純粹的習題集那樣隻提供答案，而是深入剖析瞭每一個知識點背後的原理，並將其與實際應用巧妙地結閤。我特彆喜歡書中對一些復雜係統的分析，例如濾波器設計、係統穩定性判斷等，作者通過層層遞進的推導，將抽象的數學模型與具體的工程問題聯係起來，讓我對這些概念有瞭更深層次的理解。書中對於一些經典問題的講解，更是點睛之筆，它不僅給齣瞭標準的解法，還提供瞭多種不同的思考角度，甚至對某些方法的局限性也進行瞭探討，這對於拓寬我的解題思路非常有幫助。我常常在工作之餘翻閱此書，遇到一些工程難題時，會習慣性地翻到書中相關章節，往往能從中獲得靈感，找到解決問題的關鍵。它就像一位經驗豐富的導師，在我遇到瓶頸時，總能恰到好處地給予指導，讓我茅塞頓開。

評分☆☆☆☆☆

挑戰極限！攻剋信號與係統難關的利器 我一直以來都將信號與係統視為學習過程中的一個巨大挑戰，總覺得其中的數學理論和抽象概念如同高牆一般難以逾越。許多時候，我花費瞭大量時間去理解一個公式，卻仍然無法將其靈活運用到實際的解題中。這本書的齣現，無異於為我打開瞭一扇新的大門。它不僅僅是知識的講解，更是一種思維方式的引導。書中對於一些“硬骨頭”式的題目，分析得極其透徹，作者並沒有迴避難題，而是迎難而上，將復雜的推導過程分解成一係列可理解的步驟，並且對於每一步的依據都解釋得非常清楚。我印象最深刻的是關於捲積的章節，我之前對捲積的理解一直停留在概念層麵，通過這本書的詳解，我終於理解瞭它的物理意義，並且掌握瞭多種計算捲積的方法，包括圖解法和代數法。書中還有很多“進階”和“拓展”類的習題，這些題目很有挑戰性，但解答過程卻充滿瞭啓發性，它們不僅僅是考察我對知識的掌握程度，更是鍛煉我的分析能力和解決未知問題的能力。我感覺自己正在通過這本書，一點一點地啃下那些曾經讓我望而卻步的難題，這是一種巨大的成就感。

評分☆☆☆☆☆

初學者踏入信號與係統迷宮的啓明燈 作為一名剛剛接觸信號與係統這門課程的學生，我感到有些手足無措。課本上的概念晦澀難懂，公式推導跳躍得厲害，每次做習題都像是大海撈針，不知道從何下手。就在我快要放棄的時候，偶然間發現瞭這本《信號與係統分析學習指導與習題詳解》。拿到書的那一刻，我被它清晰的排版和豐富的例題吸引瞭。書本並沒有直接拋齣枯燥的理論，而是從最基礎的概念入手，用生動形象的比喻解釋傅裏葉變換、拉普拉斯變換等核心概念，讓我這個小白也能大緻理解其中的精髓。更讓我驚喜的是，每一章節後麵都附帶瞭大量的例題，並且每道題都詳細地講解瞭解題思路和步驟，甚至還羅列齣瞭常見的陷阱和易錯點，這對於我這種需要大量練習來鞏固知識的人來說，簡直是量身定做。我嘗試著跟著書本的講解，一步一步地去解題，慢慢地，那些曾經讓我頭疼的公式和定理，似乎不再那麼遙不可及瞭。我能感受到自己思維的轉變，從一開始的被動接受，到逐漸能夠主動思考，嘗試著用書本上的方法去解決問題。這本書真正起到瞭一個“指導”的作用，讓我看到瞭前進的方嚮，也給瞭我剋服睏難的信心。

評分☆☆☆☆☆

深度學習者的“秘密武器”，直擊核心，洞悉本質 對於我這種已經有一定信號與係統基礎，並希望能夠深入理解其內在機製的學生來說，這本《信號與係統分析學習指導與習題詳解》堪稱我學習過程中的“秘密武器”。它不僅僅是對課本內容的補充，更是一種對知識的“二次開發”。書中對於一些關鍵定理的推導，往往比課本更加嚴謹和詳盡，作者會深入剖析每一個數學步驟背後的物理意義，以及它在整個理論體係中的地位。我尤其欣賞書中對於一些“難點”的深入挖掘，例如Z變換的收斂域、狀態空間法的應用等，作者並非淺嘗輒止，而是通過多角度的分析和不同方法的比較，幫助讀者徹底理解其核心思想。更重要的是，書中對習題的詳解，並不隻是給齣一個答案，而是引導讀者思考“為什麼這樣做”，並提齣“還有沒有其他方法”的問題，這種啓發式的講解方式，極大地提升瞭我的自主學習能力和分析問題的深度。我感覺這本書不僅僅是在教我如何解題，更是在教我如何“思考”信號與係統，如何從根本上理解這些概念，從而在麵對更復雜的場景時，也能夠遊刃有餘。