复变函数在通信工程中的应用

内容发布更新时间 : 2025/5/18 8:28:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

=??k?0??2(k?1)b2kbf(t)e?stdt

令t???2kb,则

?而

2(k?1)b2kbf(t)e?stdt??2b0f(??2kb)e?s(??2kb)d?=e?2kb?2b0f(?)e?s?d?,

?所以

2b0f(t)e?stdt??te?stdt??(2b?t)e?stdt?0bb2b1(1?e?bs)2 2sL[f(t)]??ek?0???2kbs?2b0f(t)edt=??st2b0f(t)edt?(?e?2kbs)?stk?0??

由于当Re(s)?0时,

|e?2bs|?e?2?b?1,

所以

?(e?2kbs)?k?0??1,

1?e?2bs从而

1L[f(t)]?1?e?2bs ?2b0f(t)e?stdt=1?bs21(1?e)21?e?2bss

1(1?e?bs)21(1?e?bs) =2=2?bs?bss(1?e)(1?e)s(1?e?bs) 一般地,以T为周期的函数f(t),即f(t?T)?f(t)(t?0),当f(t)在一个周期上是分段连续时,则有

L[f(t)]?11?e?sT?T0f(t)e?stdt (Re(s)?0)

成立.这就是求周期函数的Laplace变换公式.

Laplace变换可看成是Fourier变换在复变数域中的推广.与Fourier变换类似,对于Laplace变换式中每一对正、负?的指数分量决定一项变幅度的“正

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弦振荡”,其幅度也是一无穷小量,且按指数规律随时间变化.与Fourier变换中一样,这些振荡的频率是连续的,并且分布及于无穷.通常称s为复频率,并把

F(s)看成是信号的复频谱.

例8 因果信号f1(t)?e?tu(t),求其Laplace变换. 解:FB1(s)???0e?(s??)t1?t?steedt??[1?lime?(???)te?j?t]

t???(s??)0s??? ?1,Re[s]?????s???

?????????

??

可见,对于因果信号,仅当Re[s]????时,其拉氏变换存在.收敛域如图所示.

图6 Laplace变换建立了信号在时域和复频域之间的对应关系,为今后更方便对系统进行分析,在此了解其一些基本性质

线性性质:设L?f1(t)??F1(s),L?f2(t)??F2(s),a1,a2为任意常数,则

L?a1f1(t)?a2f2(t)??a1F2(s)?a2F2(s).

尺度变换:设 L?f(t)??F(s),则当a?0时有L?f(at)??时间平移:设L?f(t)??F(s),则 L?f(t?t0)??F(s)e?st0 频率平移:设L?f(t)??F(s),则 L?f(t)es0t??F(s?s0) 时域微分:设L?f(t)??F(s),则

1?s?F?? a?a?word文档 可编辑复制

?dnf(t)?nn?1?n?2?(n?1)??L??sF(s)?sf(0)?sf(0)?L?f(0). ?n?dt?如果函数为有始函数,上式可简化为

?df(t)? L???sF(s),dt???dnf(t)?nL???sF(s). ndt??时域积分:设L?f(t)??F(s),则 L??t0f(?)d???F(s). s复频域微分与积分:设L?f(t)??F(s),则

L?tf(t)???F(s),s2??f(t)?L????sF(s)ds.

t??

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