Nella famiglia dell'ingegneria dell'informazione trova posto l'ingegneria delle telecomunicazioni, con il relativo studio analitico e progettistico dei sistemi di telecomunicazione.
Le fondamenta di questa classe ingegneristica risiedono nell'analisi e nella sintesi di segnali e sistemi, con l'utilizzo di diversi strumenti formali, matematici e fisico-matematici.
Ormai nella nostra vita quotidiana utilizziamo in modo intensivo sistemi di telecomunicazione, dai sistemi radiotelevisivi terrestri, alle comunicazioni telefoniche su rete fissa e cellulari, oltre alle comunicazioni attraverso transponder satellitari.

Teoria matematica delle comunicazioni

Per comprendere a fondo e con convinzione la progettazione e la realizzazione dei sistemi di telecomunicazione, bisogna risalire alla teoria delle comunicazioni elettriche, ovvero alla teoria matematica delle comunicazioni, introdotta nel 1949 da Claude Shannon e Warren Weaver, che possono essere considerati i padri della teoria matematica dell'informazione.

Nel contesto delle comunicazioni elettriche, i trasduttori giocano un ruolo fondamentale, ovvero bisogna considerare il passaggio cruciale nella trasformazione tra diverse forme di segnale.
Nel mondo fisico, i segnali possono essere di diversa origine e natura: esistono segnali di pressione sonora, segnali meccanici, segnali luminosi, etc.
Tutte queste varie forme di segnale fisico devono essere tradotte in segnale elettrico, per la successiva trasformazione o elaborazione in termini di sistema elettrico.

Il modello di sistema di comunicazione, in particolare nel caso del sistema di comunicazione elettrica, che utilizziamo, è quello tipico della terna trasmettitore, canale e ricevitore, in presenza o in assenza di rumore e di segnali interferenti.

Sistemi analogici

I sistemi analogici costituiscono la prima delle due grandi famiglie sistemistiche, insieme ai sistemi digitali.
Questa è una classificazione generale, applicabile anche ai sistemi di comunicazione elettrica.

Nell'analisi e nella sintesi di sistemi elettrici si opera una classificazione generale tra segnali e sistemi in banda base e segnali e sistemi in banda traslata.

In entrambi i casi, si può procedere con un'analisi dei segnali nel tempo e con un'analisi in frequenza, utilizzando diverse teorie, come la teoria di Fourier, più radicata e antica, e la più recente analisi wavelet.
I moderni sistemi di comunicazione hanno avuto grande successo tecnologico per la possibilità non solo di operare in banda base, ma soprattutto di effettuare modulazioni, come le modulazioni AM e FM.

Sistemi digitali

La più grande innovazione della teoria matematica delle comunicazioni e dell'informazione risiede nella teoria dei codici e nella teoria del campionamento e della quantizzazione, che permette di mettere in relazione i sistemi analogici ai sistemi digitali, proprio sfruttando la teoria dei codici.

Come si usa un modello per i sistemi di comunicazioni analogiche, così si è introdotto un modello delle comunicazioni digitali.
In questo modello giocano un ruolo fondamentale tre diverse tipologie di codifica: la codifica di sorgente, la codifica di canale e la codifica di linea.
Nella teoria delle comunicazioni digitali, in particolare in banda base, gioca un ruolo fondamentale un approccio tipico della Linguistica formale, considerando esplicitamente un alfabeto di simboli (comunicazioni a M simboli, con il caso fondamentale delle comunicazioni digitali).

Analisi e sintesi di sistemi di antenne

Le antenne rappresentano l'elemento hardware fondamentale nelle comunicazioni elettromagnetiche libere e trovano utilizzo sia nelle comunicazioni terrestri che nelle comunicazioni satellitari, in ambito civile o militare.
La padronanza dei principi di analisi e di sintesi di antenne risulta fondamentale operando per estensione ed astrazione, uscendo dalle applicazioni elettromagnetiche, ogni volta in cui si possono individuare elementi di energia radiante o ricevente per propagazione ondulatoria.

Un mio utilizzo tipico e frequente delle conoscenze dei principi di analisi e di sintesi di antenne riguarda l'acustica e l'elettroacustica nel contesto dei Sistemi Audio , in cui le sorgenti, come i diffusori elettroacustici, possono essere viste come antenne radianti.

Ma al di là delle applicazioni per estensione e per astrazione, la comprensione del funzionamento delle antenne, in senso stretto, risulta fondamentale per comprendere una grande parte delle tecnologie, che utilizziamo quotidianamente, pensando alle comunicazioni telefoniche cellulari, alle comunicazioni radiotelevisive o alle reti di computer wireless.

Dunque, risulta fondamentale affrontare la descrizione delle proprietà e le caratteristiche delle antenne fondamentali.

Allo stesso modo, è importante affrontare temi avanzati di analisi e sintesi di schiere di antenne, considerando l'array factor e il controllo elettronico del puntamento.

Con buoni basi ingegneristiche, diventa interessante affrontare alcuni casi tecnologicamente importanti, come i transponders, in particolare nella forma dei transponders satellitari, i sistemi radar terrestri e la progettazione dei ponti radio terrestri.