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出版者:Natl Learning Corp

作者:Rudman, Jack

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1991-1

价格:$ 79.04

装帧:Pap

isbn号码:9780837350738

丛书系列:

图书标签:

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《星海导航：深度探索现代通信技术与电磁波应用》 内容提要： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的现代通信技术和电磁波应用的知识框架。它并非针对特定执照考试的复习指南，而是致力于构建扎实的理论基础与广阔的实践视野。全书分为五大部分，从基础物理原理出发，逐步过渡到复杂的系统架构、前沿技术探索以及严格的工程实践标准。我们着重探讨信息论的基石、信号的编码与调制、无线信道的物理特性、先进的频谱管理技术，以及下一代通信系统的设计哲学。本书适合于通信工程专业的学生、希望拓宽知识边界的电子工程师，以及对电磁波如何塑造现代世界充满好奇的科技爱好者。 --- 第一部分：电磁波与信息论的基石 本部分奠定了理解一切现代通信系统的物理和数学基础。我们首先回顾麦克斯韦方程组在通信领域中的具体体现，详细解析电磁波的产生、传播、辐射和接收过程。重点分析不同介质（自由空间、导波结构、非均匀介质）中电磁场的行为，并引入传输线理论，从集总元件模型过渡到分布式参数模型，为理解高频电路和天线设计打下基础。 随后，我们将深入香农-哈特利信息论的核心。这不仅仅是公式的堆砌，而是对信息、信源冗余度、信道容量极限的深刻哲学探讨。我们将详细剖析熵、互信息的概念，并详细推导信道编码定理（如信道容量公式），强调在噪声和限制带宽的物理约束下，信息传输效率的理论上限。此部分旨在使读者理解，任何通信系统的性能优化，本质上都是在现有物理条件下对信息论极限的逼近过程。 第二部分：信号处理与调制技术精要 本部分聚焦于如何将抽象的信息转化为可传输的物理信号，并最终在接收端准确还原。我们抛开特定执照要求的简化模型，采用更严谨的随机过程理论来描述和分析带限信号与噪声。 傅里叶分析在通信中的应用被提升到核心地位，重点探讨随机过程的功率谱密度（PSD），这是理解信号在频域特性，特别是噪声对信号影响的关键。接着，我们对模拟调制（AM, FM, PM）进行系统性的比较分析，关注其抗噪声性能、带宽效率及复杂度。 在数字调制方面，本书详尽解析了基带传输（如PCM、差分编码）和带通传输（如ASK, FSK, PSK, QAM）的原理。我们不仅仅停留在星座图的绘制，更重要的是深入探讨最佳接收器设计（如匹配滤波器），并量化分析不同调制方案在给定信噪比下的误码率（BER）性能曲线。目标是使读者能够根据实际的信道环境（如衰落、多径效应）来选择和优化调制策略。 第三部分：无线信道的物理特性与传播模型 无线通信的挑战主要源于信道的不可控性。本部分将详细解剖电磁波在真实世界环境中传播时遇到的各种现象。 传播模型的建立是本章的重点。我们将超越简单的自由空间路径损耗公式，深入研究地面反射、绕射、散射等机制如何共同决定信号的衰落。重点分析大尺度衰落（路径损耗模型，如Okumura-Hata模型、COST 231模型）和小尺度衰落（如瑞利衰落、莱斯衰落）的统计特性。 多径效应的处理是现代无线通信的核心难题。本书将详细阐述时延扩展、相干带宽、相干时间等关键参数，并解释为什么这些参数直接决定了系统对符号间干扰（ISI）的敏感度。为应对多径，我们将介绍均衡技术（如线性均衡、判决反馈均衡）的设计原理和性能局限。 第四部分：频谱管理、抗干扰与系统架构 本部分将理论与宏观的系统工程实践相结合，关注如何在复杂的电磁环境中有效利用有限的频谱资源。 我们首先探讨噪声、干扰与互调的分析方法。精确测量和预测系统噪声系数（Noise Figure, NF）是设计低噪声放大器（LNA）和混频器的基础。干扰源的分类、建模以及系统级抗干扰策略（如滤波、功率控制）被作为重点讨论。 频谱效率的提升是现代通信技术的永恒主题。本书将深入探讨扩频技术（如直序扩频DSSS、跳频FHSS）的原理，以及它们在抗干扰和多址接入中的优势。随后，我们将分析正交频分复用（OFDM）技术的革命性意义，包括其如何利用循环前缀（CP）对抗多径，以及在载波间干扰（ICI）下的鲁棒性分析。 在多址接入方面，我们将对比FDMA、TDMA、CDMA以及更先进的OFDMA和SC-FDMA，分析它们在频谱利用率、系统容量和移动性支持方面的优劣权衡。 第五部分：面向未来的通信系统设计哲学 本部分展望现代通信领域的前沿研究方向，着眼于系统架构的演进。 MIMO（多输入多输出）系统被视为提升容量和可靠性的关键技术。我们将深入解析空间复用（如STBC）和空间复用（如单层/多层预编码）的技术细节，以及如何通过精确的信道状态信息（CSI）来优化系统性能。 软件定义无线电（SDR）和认知无线电（CR）的兴起，标志着通信系统正在从固定硬件向灵活软件架构转变。本书将详细阐述SDR如何通过灵活的软件实现复杂的调制解调、编码解码和信道估计，以及认知无线电在动态频谱接入（DSA）中的作用——如何“观察、学习、决策”以智能地利用未授权的频谱资源。 最后，我们触及物理层安全的概念，探讨在电磁波这一开放介质中，如何利用信道不确定性、干扰和信道矩阵的特性，构建针对窃听者的物理层加密机制，这是未来物联网和高安全性应用的基础。 --- 本书的独特价值： 本书不提供任何考试的“速成捷径”或“重点标记”。相反，它要求读者投入精力去理解为什么某些技术是最佳选择，以及在何种物理限制下这些技术会失效。它通过严谨的数学推导和对工程实践的深刻洞察，旨在培养读者设计、分析和优化复杂通信系统的能力，而非仅仅记忆操作规程。读者学完此书，将具备评估任何新型无线通信标准（如5G/6G的演进技术）核心技术的能力。

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这本书的行文风格是极其自信且权威的，透露出一种“此乃标准，毋庸置疑”的专业气场。我注意到作者在引用特定法规或技术标准时，几乎从不使用“可能”、“或许”这类词汇，而是用极其确定的语气来陈述事实和操作要求，这给我一种极大的安全感——我知道我正在学习的是行业内公认的最前沿和最严格的标准。然而，这种权威性并未带来阅读上的压迫感，相反，它提供了一个坚实的知识地基。在我尝试将书中的理论应用于我私下里搭建的简易测试平台时，我发现书中描述的每一个参数和限制，在实际操作中都能得到验证。例如，关于特定频段的杂散辐射限制，我按照书中的指导进行了简单的测量验证，结果与书中所述惊人地一致。这让我意识到，这本书不仅仅是理论的复述，更是一份经过无数次工程实践检验的实战宝典。对于任何想要进入商业无线电领域的人来说，这本指南不仅是入场券，更是一份保障未来职业生涯少走弯路的“免震指南”。

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说实话，我原本以为这会是一本冷冰冰的教科书，充满了枯燥的法律条文和技术规范，但深入阅读后，我发现它更像是一份对“责任”的深度解读。商业无线电操作者，这个头衔背后承载的不仅仅是技术能力，更是一种社会契约。书中对频谱管理和干扰排除的论述，让我对“公共资源”这个概念有了全新的认识。我们日常生活中对无线电的依赖太深了，从紧急通讯到公共安全，每一个频率的疏忽都可能造成灾难性的后果。作者在阐述这些规章制度时，不仅仅是罗列“禁止做什么”，更重要的是构建了一个完整的道德和操作框架。我印象最深的是关于紧急情况下优先级的讨论，那种近乎手术刀般精确的流程划分，体现了行业对生命和秩序的最高敬畏。这种对细节的关注，渗透在每一个操作流程和考试重点的讲解中。翻阅这些内容时，我常常会停下来思考，一个合格的运营商，其核心素养绝不仅仅是能通过笔试，更在于面对突发状况时，那种基于长期训练形成的本能反应和职业操守。这让我对这份“执照”的价值有了更深刻的体会，它代表的不是特权，而是沉甸甸的担当。

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这本书的封面设计，那种经典的蓝白配色，带着一丝复古的工业气息，一下子就把我的思绪拉回了那个无线电通讯刚刚兴起，充满无限可能的年代。我拿到这本厚厚的指南时，心里是既期待又有些忐忑的。我一直对无线电的世界充满了好奇，那种看不见摸不着却能横跨千里进行即时沟通的神奇力量，总是让我着迷。然而，面对这些密密麻麻的法规条文和技术术语，我深知这绝非一场轻松的旅程。我首先翻阅了关于基础电磁波理论和传播特性的章节，作者的讲解方式非常扎实，没有丝毫的含糊。他似乎深谙初学者最容易在哪些概念上产生混淆，并在关键点上提供了非常详尽的图解和类比，这比单纯的公式堆砌要有效得多。尤其在谈到天线设计与匹配时，那种严谨的工程学思维让人印象深刻。当然，学习的过程无疑是枯燥的，尤其是在背诵那些冗长而精确的FCC规则编号时，我常常需要停下来，喝杯浓茶，重新调整呼吸。但这本“圣经”就像一位耐心的导师，它不直接给你答案，而是引导你一步步理解背后的逻辑，让你明白为什么必须这么做，这种“知其所以然”的感觉，远比死记硬背来得更有力量。我感觉自己正在攀登一座知识的高峰，每翻过一页，似乎都能更清晰地听到遥远电波的低语。

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在我看来，这本书的价值已经超越了单纯的“考试工具”范畴，它更像是一部浓缩的现代通讯史和工程实践指南的结合体。我发现自己不仅在学习如何操作设备，更在理解为什么现代通讯系统会发展成现在的样子。作者巧妙地将一些历史上的重大通讯事故作为背景案例，来说明某些法规出台的必然性。比如，书中对早期业余无线电通讯中信号互相干扰的描述，让我对频谱“贵如黄金”有了切身的体会。这种叙事手法，极大地增强了学习的代入感，让我觉得那些冰冷的数字和频率限制背后，都跳动着真实的人类活动和历史的脉络。我甚至花了好几个下午，仅仅是研究其中关于功率放大器线性度的章节，作者用非常平实的语言解释了非线性失真对信号质量的毁灭性影响，这种对技术底层的深刻洞察力，是很多流于表面的操作手册所不具备的。读完后，我对那些在电波中默默工作的工程师们，多了一份由衷的敬意。

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这本书的排版和索引设计简直是为应试者量身打造的，简直可以用“战术手册”来形容。我习惯于在学习初期就对全局有一个清晰的认知，这本书恰好满足了我这个需求。它将复杂的考试内容分成了几个核心模块，每个模块都有明确的学习目标和自测环节。最让我感到惊喜的是那些针对性极强的模拟题和解析部分。这些题目可不是那种敷衍了事的“选择是A还是B”，而是深入到实际操作场景中的情景模拟。比如，书中设计了好几组关于多径效应和衰落补偿的案例分析，这些内容在其他通用的电子学教材中是很难找到如此集中的处理的。每一次做完一套模拟题，我都像进行了一次实战演习，那种紧张感和随之而来的成就感是无与伦比的。我特别欣赏作者在每个章节末尾设置的“易混淆点辨析”，通常是那些在考试中经常被用来“设陷阱”的知识点，作者用非常直白且略带讽刺的笔调将它们一一剖析，读起来毫不费力，印象极其深刻。这本书的实用性，远超出了我最初对一本考试指南的期待。

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