
【化】 radiation angular distribution
radialization; radiation
【化】 irradiation
【医】 radiate; radiation; radio-
【化】 angular distribution
辐射角分布(Angular Distribution of Radiation)是电磁学与工程学交叉领域的重要概念,指电磁波或粒子辐射在三维空间中不同方向上的能量或强度分布特性。该术语在汉英词典中对应"angular distribution of radiation",其核心内涵包含以下维度:
物理定义与数学表达
从经典电磁理论角度,辐射角分布可通过天线辐射方向图定量描述。其数学表达式通常为: $$ P(theta,phi) = frac{dP}{dOmega} $$ 其中$theta$为极角,$phi$为方位角,$dOmega$表示立体角微分元。该函数表征单位立体角内的辐射功率分布特征。
工程应用场景
在无线通信系统中,基站天线辐射角分布直接影响信号覆盖范围。5G大规模MIMO技术通过精确控制阵列天线的辐射角分布,实现三维波束赋形。医学领域的放射治疗设备(如伽马刀)则利用辐射角分布的精确调控实现肿瘤靶向治疗。
测量标准与方法
国际电信联盟(ITU)在建议书ITU-R P.619中规定了辐射角分布的标准化测量规程。典型测量手段包括远场测试法、近场扫描法以及紧缩场测试技术,其中球面近场扫描系统可实现0.05°的角度分辨率。
典型分布模式
常见辐射角分布包括全向型(omnidirectional)、扇形(sectoral)和笔形波束(pencil beam)三类。以基站天线为例,水平面半功率波束宽度(HPBW)通常为65°-120°,垂直面波束下倾角可调范围达0°-15°。
辐射角分布是描述辐射能量或粒子在空间中不同方向上的分布特性的物理概念,其具体含义和解释需结合不同学科背景:
基本定义
辐射角分布指辐射源(如天体、粒子反应体系等)发出的辐射强度或反应截面随空间角度变化的分布规律。这种分布可通过数学公式或图形(如极坐标图)量化表达。
天体物理学中的应用
在天体观测中,角分布体现为天体表面亮度随观测角度的区域性差异。例如,恒星的辐射因自转或表面活动可能导致不同纬度亮度不均,行星大气散射阳光时也会呈现特定角度上的辐射集中现象。
粒子物理与核反应中的表现
在微观尺度,角分布描述粒子碰撞后产物(如光子、次级粒子)的发射方向概率。例如,核反应中出射粒子的微分截面常呈现与入射能量相关的特定角度依赖性,可能对称或非对称分布。
影响因素
数学表达示例
常见的角分布函数形式包括勒让德多项式展开,例如:
$$
frac{dsigma}{dOmega} = sum_{l=0}^{infty} a_l P_l(costheta)
$$
其中$frac{dsigma}{dOmega}$为微分截面,$P_l$为勒让德多项式,$theta$为散射角。
该概念在恒星大气建模、粒子探测器设计、辐射防护等领域具有重要应用价值。具体分析时需结合实验条件与理论模型综合判断分布特征。
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