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moea_joint_essay 104年 [通信] 通訊系統、電磁學

第 一 題

📖 題組:
試求以下 $x(t)$ 的傅立葉轉換 $X(j\omega)$ (提示:$X(j\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} x(t)e^{-j\omega t}dt$)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

$x(t) = u(-2-t) + u(t-2)$ ( $u(t) = \begin{cases} 0, t < 0 \ 1, t > 0 \end{cases}$ ) 。 (7分)

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將信號拆解為常數信號與矩形脈衝的組合,或直接利用傅立葉轉換的積分性質與時間平移性質計算。此波形可視為 $x(t) = 1 - \text{rect}(t/4)$。

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給定的信號 $x(t) = u(-2-t) + u(t-2)$,其物理意義為當 $t < -2$ 及 $t > 2$ 時 $x(t) = 1$,其餘區間為 $0$。 此信號可改寫為:$x(t) = 1 - \text{rect}(t/4)$,其中 $\text{rect}(t/4)$ 為在 $t \in [-2, 2]$ 時為 $1$ 的矩形脈衝。

  1. 常數 $1$ 的傅立葉轉換為:$\mathcal{F}{1} = 2\pi\delta(\omega)$

小題 (二)

$x(t) = e^{-2|t-1|}$ 。 (8分)

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利用常見的雙邊指數函數 $e^{-a|t|}$ 之傅立葉轉換公式,再搭配時間平移性質(Time Shifting Property)求解。

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已知基本雙邊指數信號 $y(t) = e^{-a|t|}$ 的傅立葉轉換為 $Y(j\omega) = \frac{2a}{a^2 + \omega^2}$。 此題中 $a = 2$,故若 $y(t) = e^{-2|t|}$,則其傅立葉轉換為 $Y(j\omega) = \frac{4}{4 + \omega^2}$。 觀察題目 $x(t) = e^{-2|t-1|} = y(t-1)$,為 $y(t)$ 向右平移 $1$ 單位時間。