通信入门系列——复变函数

2024-01-24 08:28

本文主要是介绍通信入门系列——复变函数,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

本节目录

一、复变函数
1、复数
2、复数的四则运算
二、复指数函数
三、欧拉公式

本节内容
一、复变函数
1、复数
复数单位i,也就是满足i^2=-1,将z=x+iy表示为复数z,x和y为任意的实数,称为复数z的实部和虚部。由复数z=x+iy对应的点(x,y)组成的二维平面,称为复平面,也叫作高斯平面。复平面上的点,可以用模和幅度角来进行表示,横坐标为实部,纵坐标为虚部,r表示复数的模,θ表示幅角。
在这里插入图片描述

2、复数的四则运算
复数的四则运算,和实数加减乘除大致相同,需要注意的是复数的乘法核除法。对于复数的加减法来说,只需要将实部和虚部分布加减即可。
在这里插入图片描述

复数的乘法运算,遵循多项式乘法,同时将i^2=-1应用都计算中,即:
在这里插入图片描述

复数的除法运算,需要引入共轭复数,z=x+iy的共轭复数为x-iy。
在这里插入图片描述

二、复指数函数
以复数z=x+iy为自变量的函数称为复变函数,当然,在通信中,最常用的复变函数是复指数函数,以自然对数e为底的函数,f(z)=ez=e(x=iy)。其实e^x函数可以通过麦克劳林级数展开为:
在这里插入图片描述

复数数列的极限:设{xn}为一个复数列,A为一个给定的复数。若对于任意给定的实数ε>0,总存在正整数N,使得当n>N时有|xn-A|<ε,那么称数列{xn}收敛于A,定复数A称为数列{xn}的极限。
在这里插入图片描述

两个复数之间的距离:在复数域中|z|表示的是模的概念,两个复数之间差值的模表示的就是这两个复平面对应的点之间距离。假设z1=x1+iy1,z2=x2+iy2,对z1和z2对应的点之间的距离为|z1-z2|,即:
在这里插入图片描述

复指数函数:复数z=x+iy,则复指数函数为:
在这里插入图片描述

三、欧拉公式
欧拉公式满足e ^ (ix)=cosx+isinx。当然将其扩大到复数,那么三角函数和指数函数之间就存在一定的关系。将x=π,也就是e ^ (iπ)+1=0。
在这里插入图片描述

欧拉公式表示复指数函数与三角函数之间的关系变换,令z=e ^ (ix),那么复指数函数,就可以用z=r×e ^ (iθ)来表示你,其中r表示复数的模,θ表示幅角,计算关系式如下:
在这里插入图片描述

在通信中,引入了角速度ω的概念,来表述复指数信号,表达式为:e ^ (iωt)=cosωt+isinωt,其中cosωt余弦信号为实部,sinωt正弦信号为虚部,可以理解为一个点在复平面的单位圆上,以角速度ω逆时针运动,具体如图所示:
在这里插入图片描述

这篇关于通信入门系列——复变函数的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/639085

相关文章

Python内置函数之classmethod函数使用详解

《Python内置函数之classmethod函数使用详解》:本文主要介绍Python内置函数之classmethod函数使用方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 类方法定义与基本语法2. 类方法 vs 实例方法 vs 静态方法3. 核心特性与用法(1编程客

从入门到精通MySQL联合查询

《从入门到精通MySQL联合查询》:本文主要介绍从入门到精通MySQL联合查询,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下... 目录摘要1. 多表联合查询时mysql内部原理2. 内连接3. 外连接4. 自连接5. 子查询6. 合并查询7. 插入查询结果摘要前面我们学习了数据库设计时要满

Python函数作用域示例详解

《Python函数作用域示例详解》本文介绍了Python中的LEGB作用域规则,详细解析了变量查找的四个层级,通过具体代码示例,展示了各层级的变量访问规则和特性,对python函数作用域相关知识感兴趣... 目录一、LEGB 规则二、作用域实例2.1 局部作用域(Local)2.2 闭包作用域(Enclos

从入门到精通C++11 <chrono> 库特性

《从入门到精通C++11<chrono>库特性》chrono库是C++11中一个非常强大和实用的库,它为时间处理提供了丰富的功能和类型安全的接口,通过本文的介绍,我们了解了chrono库的基本概念... 目录一、引言1.1 为什么需要<chrono>库1.2<chrono>库的基本概念二、时间段(Durat

MySQL count()聚合函数详解

《MySQLcount()聚合函数详解》MySQL中的COUNT()函数,它是SQL中最常用的聚合函数之一,用于计算表中符合特定条件的行数,本文给大家介绍MySQLcount()聚合函数,感兴趣的朋... 目录核心功能语法形式重要特性与行为如何选择使用哪种形式?总结深入剖析一下 mysql 中的 COUNT

MySQL 中 ROW_NUMBER() 函数最佳实践

《MySQL中ROW_NUMBER()函数最佳实践》MySQL中ROW_NUMBER()函数,作为窗口函数为每行分配唯一连续序号,区别于RANK()和DENSE_RANK(),特别适合分页、去重... 目录mysql 中 ROW_NUMBER() 函数详解一、基础语法二、核心特点三、典型应用场景1. 数据分

解析C++11 static_assert及与Boost库的关联从入门到精通

《解析C++11static_assert及与Boost库的关联从入门到精通》static_assert是C++中强大的编译时验证工具,它能够在编译阶段拦截不符合预期的类型或值,增强代码的健壮性,通... 目录一、背景知识:传统断言方法的局限性1.1 assert宏1.2 #error指令1.3 第三方解决

MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码

《MySQL数据库的内嵌函数和联合查询实例代码》联合查询是一种将多个查询结果组合在一起的方法,通常使用UNION、UNIONALL、INTERSECT和EXCEPT关键字,下面:本文主要介绍MyS... 目录一.数据库的内嵌函数1.1聚合函数COUNT([DISTINCT] expr)SUM([DISTIN

Python get()函数用法案例详解

《Pythonget()函数用法案例详解》在Python中,get()是字典(dict)类型的内置方法,用于安全地获取字典中指定键对应的值,它的核心作用是避免因访问不存在的键而引发KeyError错... 目录简介基本语法一、用法二、案例:安全访问未知键三、案例:配置参数默认值简介python是一种高级编

python 常见数学公式函数使用详解(最新推荐)

《python常见数学公式函数使用详解(最新推荐)》文章介绍了Python的数学计算工具,涵盖内置函数、math/cmath标准库及numpy/scipy/sympy第三方库,支持从基础算术到复杂数... 目录python 数学公式与函数大全1. 基本数学运算1.1 算术运算1.2 分数与小数2. 数学函数