基本信息
书名：通信原理
定价：24.00元
作者：崔雁松,李志菁
出版社：北京师范大学出版社
出版日期：2012-02-01
ISBN：9787303131006
字数：
页码：
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.359kg
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内容提要
《通信原理》是通信类专业学生所必修的一门课程，在整个专业课程中占据着举足轻重的地位和作用，然而高职类教育同本科、研究生教育对该课程的要求是有较大差别的。对于高职高专类学生来讲，只需掌握各种基本的原理性知识，了解各种技术的性能优劣，熟悉这些原理和技术在实际中的应用即可。凭借多年的教学经验和深入的调研，可以发现：真正适合高职高专类学生学习的这类教材并不多，许多教材都是由本科书籍剪切、拼凑而成的。因此学生普遍反映该课程难度太大，理论性太强，与实际联系不上。本书正是在此背景下，经过9位高职院校的教师近一年的反复商讨、修改后编撰而成的。
目录
作者介绍
文摘
序言
《电磁波的奥秘与应用》 内容梗概： 本书旨在为读者揭示电磁波这一现代科技的基石所蕴含的深刻原理，并系统阐述其在信息时代爆炸式发展的今天所扮演的关键角色。我们将从最基础的物理概念出发，逐步深入电磁波的产生、传播、调制、解调等核心机制，并广泛涵盖其在通信、雷达、遥感、医学成像等众多前沿领域的实际应用。本书力求在理论深度与实践广度之间取得平衡，使读者不仅能够理解电磁波的“是什么”，更能领悟其“为何如此”以及“如何利用”。 第一章：电磁波的诞生——麦克斯韦的宏图 本章将追溯电磁波理论的源起，聚焦于詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwell）及其划时代的麦克斯韦方程组。我们将深入剖析这些简洁而强大的数学表达式如何统一了电学与磁学，并预言了电磁波的存在。我们会从电荷、电流、电场、磁场这四大基本要素出发，解析它们之间的动态关联，理解变化的电场如何产生磁场，变化的磁场又如何产生电场，从而形成一种无须介质、自我维持、并以光速传播的能量波。本章将运用直观的类比和图示，帮助读者理解抽象的电磁场概念，并初步体会到电磁波是一种能量的传播形式。 电荷与场： 介绍了电荷的性质，以及由电荷产生的静电场和静磁场。 变化的场： 阐述了法拉第电磁感应定律和安培-麦克斯韦定律，强调了变化的电场和磁场是产生电磁波的必要条件。 麦克斯韦方程组： 详细解析了四个基本方程的物理意义，展示它们如何构成了一个完整的电磁理论体系。 电磁波的预言： 基于麦克斯韦方程组，推导出电磁波的存在及其传播速度等于光速，从而揭示光本质上就是一种电磁波。 第二章：电磁波的姿态——传播特性与模型 电磁波并非单一的存在形式，它们在不同环境下的传播表现出迥异的特性。本章将深入探讨电磁波的传播机制，包括其在真空中的匀速直线传播、在介质中的衰减与折射、以及在边界的反射与衍射等现象。我们将介绍不同频率的电磁波（如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线）的能量和行为差异，并探讨波长、频率、相位、幅度等关键参数的物理意义。同时，我们将引入驻波、近场与远场等概念，为理解天线辐射和信号传播提供理论基础。 传播介质的影响： 分析电磁波在真空、空气、水、土壤等不同介质中的传播速度、衰减和反射特性。 波的现象： 详细解释反射、折射、衍射、散射等电磁波传播的基本现象，以及它们在实际应用中的体现。 频率与波长： 探讨不同频率和波长的电磁波所具有的不同能量特性和传播范围，以及它们在电磁频谱中的位置。 近场与远场： 区分天线附近的近场区域和远离天线的远场区域，理解它们在辐射模型上的差异。 驻波现象： 介绍电磁波在特定条件下形成的驻波，及其在腔体谐振等应用中的作用。 第三章：捕捉信息的信使——调制与解调 信息，无论是语音、图像还是数据，都需要通过电磁波这一载体来传递。本章将聚焦于信息如何“搭乘”电磁波的旅程，即调制与解调技术。我们将详细介绍各种经典的调制方式，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等，并深入探讨数字调制技术，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相移键控（PSK）以及更先进的QAM等。同时，我们将讲解如何从接收到的信号中准确地“卸下”信息，即解调过程，并分析不同调制方式在抗干扰能力、频谱效率和实现复杂度上的权衡。 调制的原理： 解释调制是将信息信号叠加到高频载波上的过程，以适应电磁波的传播特性。 模拟调制技术： 深入剖析AM、FM、PM等模拟调制方法的原理、优缺点及典型应用。 数字调制技术： 介绍ASK、FSK、PSK、QPSK、QAM等数字调制方式，以及它们如何实现高效率的数据传输。 解调的过程： 讲解各种解调器的基本工作原理，如何从调制后的信号中恢复原始信息。 调制方式的选择： 分析在不同通信场景下，选择何种调制方式更为合适，考虑因素包括带宽、噪声、数据速率等。 第四章：信息的搬运工——天线与辐射 天线是电磁波通信系统中不可或缺的“桥梁”，它负责将电信号转化为电磁波辐射出去，或将接收到的电磁波转化为电信号。本章将系统介绍天线的分类、基本原理和关键参数。我们将探讨各种常见天线的结构与特性，如偶极子天线、单极子天线、八木天线、喇叭天线、抛物面天线等，并深入分析天线的辐射方向图、增益、阻抗、极化等重要指标。理解天线的工作原理，对于优化信号的发射与接收，提高通信系统的效率至关重要。 天线的定义与分类： 介绍天线的基本作用，并按结构、工作原理、应用场景等进行分类。 辐射原理： 阐述天线如何通过电荷和电流的运动，有效地将电能转化为电磁波能量辐射出去。 辐射方向图： 详细介绍天线的方向性，理解主瓣、副瓣、零点等概念，以及它们对信号覆盖范围的影响。 关键参数解析： 深入讲解天线增益、效率、阻抗匹配、极化、带宽等参数的物理意义及其对通信性能的影响。 常见天线类型： 剖析偶极子、单极子、八木、喇叭、抛物面等经典天线的结构、工作原理和适用场景。 第五章：杂音中的歌唱——噪声与干扰 在信息传输过程中，电磁波总是伴随着各种噪声和干扰，它们会严重影响信号的质量和通信的可靠性。本章将深入分析各种噪声的来源，包括热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等内部噪声，以及来自外部的各种干扰源，如其他无线电设备、电器设备、甚至是自然界的电磁现象。我们将探讨噪声和干扰对信号的影响机理，并介绍多种抑制噪声和抗干扰的技术，如滤波、扩频、差分编码、纠错编码等，以期在复杂的电磁环境中保证信息的准确传输。 噪声的来源： 详细介绍内部噪声（热噪声、散弹噪声等）和外部噪声（人为干扰、自然干扰）的产生机理。 噪声对信号的影响： 分析噪声如何叠加到信号上，降低信噪比，导致信息失真。 干扰的类型与特征： 讲解不同类型的干扰（如同频干扰、互调干扰、脉冲干扰）及其对通信系统的影响。 抗干扰技术： 介绍多种有效的抗干扰手段，包括滤波器设计、信号编码、扩频通信、分集接收等。 信噪比（SNR）与误码率（BER）： 阐述信噪比是衡量信号质量的关键指标，并分析其与误码率的关系。 第六章：无处不在的连接——现代通信系统 本章将目光从基础原理转向宏观应用，系统介绍现代通信系统的架构和关键技术。我们将从蜂窝移动通信（如2G、3G、4G、5G）的演进开始，深入探讨其核心技术，如多址接入技术（FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA）、信道编码、交织、MIMO（多输入多输出）等。同时，我们将涉足卫星通信、光纤通信、无线局域网（Wi-Fi）、蓝牙等其他重要的通信技术，分析它们的工作原理、特点以及在现代社会中的重要作用。读者将在此章中看到理论如何转化为实际的通信网络，构建起全球互联互通的数字世界。 移动通信的发展历程： 回顾从2G到5G的演进，介绍各代技术的核心突破与性能提升。 多址接入技术： 深入解析FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA等技术，理解它们如何实现用户共享信道。 先进的编码与调制： 介绍Turbo码、LDPC码等高效信道编码技术，以及OFDM调制在5G中的应用。 MIMO技术： 阐述MIMO如何通过多天线提升数据传输速率和链路可靠性。 其他通信系统： 简要介绍卫星通信、光纤通信、Wi-Fi、蓝牙等技术的原理和应用。 第七章：超越通信的边界——电磁波的广阔天地 电磁波的应用早已超越了单纯的信息传递范畴。本章将拓展视野，展现电磁波在其他重要领域的深刻影响。我们将探讨雷达系统的工作原理，解析其如何利用电磁波探测目标、测距测速；介绍遥感技术，了解其如何通过接收和分析地物反射或发射的电磁波来监测环境、研究地球；还将触及电磁波在医学成像（如X光、核磁共振）中的应用，以及微波技术在加热、加工等方面的作用。通过这些案例，读者将更全面地认识到电磁波作为一种基本物理现象，其在改造世界、提升人类生活品质方面的巨大潜力。 雷达系统： 讲解雷达的基本原理，包括脉冲压缩、多普勒效应等，以及其在目标探测中的应用。 遥感技术： 介绍遥感的基本原理，以及如何利用不同波段的电磁波获取地物信息。 医学成像： 探讨X射线、CT、MRI等成像技术，解析它们利用电磁波原理进行诊断的机制。 微波应用： 介绍微波的加热和加工特性，以及其在工业和生活中的广泛应用。 电磁兼容（EMC）： 讨论不同电子设备之间电磁波的相互影响，以及确保设备正常工作的EMC设计原则。 结论： 《电磁波的奥秘与应用》是一次关于现代科技基石的探索之旅。通过对电磁波的产生、传播、调制、天线、噪声、以及其在通信和其他前沿领域的广泛应用进行系统而详尽的阐述，本书旨在帮助读者建立起对这一 fundamental 物理现象的深刻理解。我们希望本书不仅能够传授知识，更能激发读者对科学探索的热情，因为电磁波的奥秘远未穷尽，其在未来的发展中必将继续扮演举足轻重的角色。
坦白讲，这本书的厚度让我一度有些退缩，但一旦沉浸其中，时间仿佛都失去了意义。作者的文风是一种独特的混合体，既有理工科的精确严谨，又隐隐透露着一种对通信事业的热爱和使命感。特别是当读到那些关于信息论基础的部分时，我感受到了那种跨越时间和空间的连接力量，这门学科的宏大叙事让人心潮澎湃。它教会我的不仅仅是通信的“术”，更是对信息本质的深刻理解，即如何高效、可靠地在宇宙中传递有意义的符号。这本书是那种值得反复翻阅的工具书，随着我知识体系的不断丰富，我确信每次重温，都会有新的感悟和更深层次的理解。它不是一本快餐式的读物，而是一份需要时间去细细品味的经典之作，为我的学习道路奠定了无比坚实的基础。