Использование комплексных чисел для выражения синусоидальных сигналов вряд ли является «просто условным обозначением».
О том, что значит для синусоиды иметь две ортогональные составляющие:
Во-первых, поймите, что «ортогональный» - это просто причудливое слово для «отдельного» или «полностью независимого».
Предположим, что вы имеете дело с синусоидальным сигналом фиксированной частоты . Такие сигналы имеют две степени свободы - амплитуду A и фазу ϕ . Это:ωAφ
х ( т ) = Re( А еj ϕ× еJ ω т) = A cos( ω т + ϕ )
Информация может передаваться либо изменением амплитуды, либо изменением фазы, поэтому для информации существует два отдельных «канала».
Эквивалентно, вы можете выразить тот же синусоидальный сигнал с фиксированной частотой, что и сумма двух сигналов, сдвинутых по фазе на 90 градусов:
х ( т ) = А1грех( ω т ) + А2соз( ω т )
Думайте о термине «грех» как о «вертикальном» покачивании, а термин «cos» как о «горизонтальном» покачивании. Опять же, они образуют два отдельных «канала» для передачи информации.
Довольно легко построить оборудование, которое отделяет синусоидальную составляющую от косинусоидальной, поэтому оно используется в качестве основы для практических схем связи. См. Квадратурная амплитудная модуляция (QAM).
J
еj ϕ
еj ϕ= cosϕ +jsinφ
J
J × Ej ϕ= j cosϕ - s i n ϕ
J × Ej ϕ= j sin( ϕ + 90∘) + c o s ( ϕ + 90∘)
J × Ej ϕ= еj ϕ + 90∘
То есть умножение вектора на изменяет его фазу на . Мне нравится думать, что два вектора и находятся под прямым углом друг к другу, то есть они ортогональны.J+ 90∘AJ A