资源介绍
这是一本由荷兰代尔夫特理工大学出版社（TU Delft OPEN Publishing）推出的信号分析领域教材配套习题集，于2026年4月正式出版。作为《工程信号分析——从傅里叶到滤波》主教材的配套用书，本书系统地梳理了信号与系统理论中的核心知识点，通过大量精心设计的练习题帮助读者巩固和深化对理论知识的理解。
全书按照信号分析的知识体系划分为五个主要部分：连续时间信号分析、离散时间信号分析、频谱估计、线性系统以及综合应用。在连续时间信号部分，书中从最基础的信号模型和对称性讲起，逐步深入到正弦波构建模块、信号运算以及能量与功率的计算，为读者建立起扎实的概念基础。随后系统地介绍了实数傅里叶级数和复指数傅里叶级数两大核心内容，详细讲解了傅里叶级数的推导过程、极坐标形式的物理意义、对称性的影响以及帕塞瓦尔定理等重要内容。
在傅里叶变换部分，本书不仅涵盖了连续时间傅里叶变换的基本定义和性质，还深入探讨了时移、时域尺度变换、时间反转、对偶性、调制、卷积、乘积以及微分等重要的变换定理。这些定理构成了信号分析的理论骨架，对于理解和应用频域分析方法至关重要。卷积作为一种基本的信号运算，书中专门用一个章节讨论了其数学性质和典型实例，帮助读者掌握这一贯穿整个信号分析学科的重要概念。
关于有限信号持续时间、频谱泄漏和加窗技术的讨论则体现了本书对工程实践的关注。真实的信号处理场景中，我们面对的往往不是无限长的理想信号，而是有限长度的观测数据。如何正确处理这种有限持续时间的信号，避免频谱泄漏带来的分析误差，是每一位信号处理工程师都必须掌握的基本技能。本书通过计算机练习题，让读者在实践中体会这些概念的物理意义。
采样和信号重建章节是连接连续时间信号与离散时间信号处理的桥梁。书中详细讨论了奈奎斯特采样定理、混叠现象以及理想信号重建等关键问题，帮助读者理解从模拟信号到数字信号转换过程中需要考虑的核心问题。在此基础上，离散时间傅里叶变换（DTFT）和离散傅里叶变换（DFT）的讨论则将理论分析与实际计算紧密联系起来，让读者掌握如何在计算机上实现频谱分析。
频谱估计部分涵盖了能量和功率谱密度的基础概念，以及谱估计的各种方法和频谱图的生成技术。这些内容在雷达、声纳、语音处理、生物医学信号分析等众多应用领域都有着广泛的应用价值。最后关于线性时不变系统的讨论，为读者打开了系统分析的大门，使其能够运用之前学到的信号分析工具来研究系统的特性。
本书的一大特色是每一章都配备了完整的习题和详细解答，习题类型丰富多样，包括理论推导题、计算练习题和计算机实验题。这种编排方式使得本书既可以作为课堂教学的配套练习册，也适合读者自学使用。此外，本书采用知识点的螺旋式组织方式，同一主题在不同章节中逐步深化，读者可以按照自己的基础和需求灵活选择学习路径。
对于工科专业的本科生和研究生，特别是电子工程、通信工程、自动化、生物医学工程等专业的学生而言，这是一本不可多得的信号分析学习伴侣。即使是已经工作的工程师，也可以通过这本书系统地回顾和强化信号处理的基础知识。书中使用的Python和Inkscape等现代工具，也让读者能够将理论与计算实践相结合，更好地适应当代工程教育的要求。