具体描述
《通信原理教程》比较全面地讲述现代通信系统和通信技术的基本原理及分析方法，共分11章，以数字通信为主。主要内容包括：通信系统和信息论的基本概念、随机信号分析的基本理论、通信信道、模拟调制、模拟信号的数字化、数字信号的基带传输、数字信号的频带传输、数字信号的最佳接收、同步原理、差错控制编码和通信网基础。各章后均附有思考题和习题。章节号后加“※”的内容是难度较大可选讲的部分，这些部分删减后课程仍能保持一个基本完整的框架。考虑到独立院校和高职高专的教学实际，《通信原理教程》编写中避免太过烦琐的数学分析，但必要的推导过程予以保留，必须掌握的核心内容则不惜花费较大的篇幅交代清楚。
《通信原理教程》可作为独立学院信息类及相关专业本科生的教材，讲授时适当节选便可适用于高职、高专相关专业，还可作为广大工程技术人员学习通信基础理论及应用的参考书。
《电磁波的奥秘：现代通信系统的基石》 内容提要： 本书深入探讨了支撑现代信息社会的物理基础——电磁波的产生、传播、接收及其在通信系统中的核心应用。全书力求以严谨的理论推导和丰富的工程实例相结合的方式，为读者构建一个清晰、全面的电磁波与射频（RF）工程知识体系。我们将从麦克斯韦方程组的物理图像出发，逐步过渡到波导理论、天线原理，以及电磁兼容性（EMC）等前沿领域，旨在揭示看似无形的电磁能量如何被有效地组织和控制，以实现远距离、高可靠性的信息传输。 第一章 麦克斯韦方程组与电磁场的本构：探寻波动的源头 本章是理解所有无线通信现象的理论起点。我们从回顾经典电磁学的基本定律开始，重点解析麦克斯韦方程组在时域和频域下的形式及其物理意义。讨论电流密度、电位移矢量、磁感应强度等矢量场的深层含义，并引入本构关系——介质的电导率、介电常数和磁导率如何影响电磁场的行为。 随后，我们将深入探讨平面电磁波的产生机理。通过分析理想无限平面波在无损、有损介质中传播时的特性，详细推导波阻抗、传播常数、相位速度和群速度等关键参数。特别关注波的极化——线性极化、圆极化和椭圆极化——及其在空间中的旋转特性，这对于理解卫星通信和移动通信中的信号处理至关重要。 第二章 传输线理论与集总电路的边界：从导线到射频 在频率升高到一定程度时，传统的集总电路元件（如电阻、电容、电感）不再适用，信号在导线上传播所需时间与信号周期相比不可忽略。本章旨在弥合集总电路理论与分布参数电路理论之间的鸿沟。 我们将详细分析特性的传输线模型，如二线传输线、同轴电缆和微带线。核心内容包括：理解特性阻抗的定义、输入阻抗的计算，以及电压和电流的反射现象。史密斯圆图（Smith Chart）作为射频工程师不可或缺的工具，将被系统地介绍和应用，用于阻抗匹配、负载分析和电路设计。本章的实践导向性强，重点在于如何利用串联和并联的传输线段来实现阻抗匹配，以达到最大的功率传输效率。 第三章 导波结构：能量的精确引导 在许多实际应用中（如雷达、微波加热、高频电路内部连接），我们需要将电磁能量限制在特定的路径上传输，避免辐射损耗。本章聚焦于导波结构，特别是矩形波导和圆形波导。 首先，我们将建立波导内的亥姆兹方程，并求解其边界条件，推导出TE（横电波）、TM（横磁波）和TEM（横电磁波）模式的色散关系。详细分析不同模式的截止频率、工作频率与波导尺寸的关系。理解“截止频率”的概念是掌握波导特性的关键。随后，将讨论波导中的能量传输效率、损耗机制（导体损耗和介质损耗），以及波导的常用配件，如适配器、终端负载和隔离器。 第四章 天线理论：信息与空间的桥梁 天线是将电能转换为空间电磁波，或将空间电磁波捕获为电能的关键器件。本章将从电磁波的辐射源——电流元（如Hertzian偶极子）出发，建立辐射场的远区表达式。 核心内容包括：辐射场强度、辐射方向图（主瓣、旁瓣、零点）、天线的增益（与效率和方向图的关联）、有效接收面积。我们将重点分析几种基本天线模型：半波长偶极子天线和全波长偶极子天线的特性，以及单极天线在地面上的性能。此外，本章还将探讨常见的大型天线阵列的原理，如均匀直线阵列，以及如何通过相控阵列技术实现波束的快速电子扫描，这是现代雷达和5G/6G通信的关键技术。 第五章 场、功率与环境：电磁兼容性（EMC）与安全 随着电子设备密度的增加，电磁干扰（EMI）已成为系统可靠性的主要威胁。本章从工程实践的角度，探讨电磁波在实际环境中的相互作用。 我们将分析电磁波在不同材料界面上的反射、折射和吸收特性（菲涅尔方程的应用）。重点介绍电磁屏蔽的机理——通过反射或吸收来衰减入射波，并讨论不同屏蔽材料（如导电网格、金属外壳）的有效性。此外，本章还将涵盖静电放电（ESD）和瞬态过电压对敏感电子设备的影响，以及射频能量对人体健康的潜在影响（SAR值计算与标准规范），强调在设计高功率或高频设备时必须考虑的电磁兼容性和安全裕度。 第六章 现代通信中的电磁波应用：从无线电到光纤 本章将理论知识与现代通信系统紧密结合，展示电磁波如何在实际链路中被利用。 首先回顾无线信道模型，分析多径效应（瑞利衰落、莱斯衰落）对接收信号的影响，及其在分集技术中的应对策略。然后，将讨论调制技术对电磁波谱资源的高效利用，例如调幅（AM）和调频（FM）的频谱占用和抗干扰能力差异。最后，本书将拓展到高频段的传输，包括微波和毫米波通信的挑战（如大气吸收、视距传播限制），并简要介绍光纤通信中光的导波原理，形成对整个电磁频谱通信手段的宏观认知。 目标读者： 本书适合通信工程、电子信息工程、微波技术等相关专业的本科高年级学生、研究生，以及希望系统掌握射频和电磁基础理论的工程技术人员。阅读本书需要具备微积分、复变函数和基础电路理论的知识。 本书特色： 理论深度与工程实践的有机结合： 每一个理论概念都辅以工程实际中的应用案例或设计考量。 强调物理图像： 避免纯粹的数学推导堆砌，注重让读者理解方程背后的物理实在。 强调阻抗匹配和效率： 在传输线、波导和天线章节中，始终围绕功率传输的最大化这一核心工程目标展开讨论。
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