英語翻譯：

【計】 backscatter
【化】 back scattering
【醫】 back scatter

分詞翻譯：

反向的英語翻譯：

reverse
【計】 reverse direction
【醫】 entypy; inversion

散射的英語翻譯：

scatter; scattering
【計】 scattering
【化】 scatter; scattering
【醫】 radiation scattered; scatter; scattering

專業解析

反向散射（Backscatter） 指入射波（如電磁波、聲波等）在傳播過程中遇到障礙物或介質不均勻區域時，部分能量沿原入射方向或接近原方向（通常指180°左右）反射回波源的現象。該術語在物理學、通信、雷達、醫學成像等領域具有重要應用。

核心概念解析

1. 物理機制

   當波（如無線電波、光波）遇到尺寸與波長相當的物體或介質界面時，會發生散射。若散射波的方向與入射波方向夾角大于90°，則稱為反向散射。其強度取決于物體材質、形狀、介電常數及波長等因素。例如，雷達探測中，金屬物體因強導電性會産生顯著反向散射信號。

2. 與相關術語的對比

   • 前向散射（Forward Scatter）：散射波沿入射方向繼續傳播（夾角<90°），常見于透射介質（如大氣顆粒對光的散射）。
   • 漫反射（Diffuse Reflection）：發生在粗糙表面的無規則散射，而反向散射特指方向性明确的逆向反射。

典型應用場景

• 雷達與遙感：氣象雷達通過分析雨滴的反向散射強度測算降水量；合成孔徑雷達（SAR）利用地表反向散射成像。
• 無線通信：反向散射通信技術（如RFID标籤）通過調制入射電磁波反射信號傳輸數據，實現低功耗通信。
• 醫學成像：超聲成像中，組織界面的反向散射信號用于構建器官結構圖像（如B超）。

權威定義參考

• 《IEEE電磁波術語标準》：将反向散射定義為“散射場中傳播方向與入射波方向相反的成分”（IEEE Std 145-1993）。
• 《牛津物理學詞典》：描述其為“波在散射過程中返回源方向的分量”（Oxford Dictionary of Physics, 8th ed.）。

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來源說明

1. IEEE Xplore（電磁散射基礎理論）
2. NASA遙感技術手冊（雷達應用部分）
3. 《射頻識别技術原理》（反向散射通信章節）
4. 《醫學超聲物理原理》（聲學散射機制）

網絡擴展解釋

反向散射是物理學和通信技術中的重要概念，其核心含義及技術應用可歸納如下：

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一、基本定義

反向散射指波、粒子或信號從原始傳播方向反射回去的現象。與鏡面反射不同，它屬于散射的一種形式，表現為漫反射。例如雷達發射的電磁波遇到物體後，部分能量沿原路徑返回，形成回波。

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二、物理機制

1. 散射與調制
   物體通過改變自身雷達截面（RCS）影響反射信號的強度或相位。例如，通信标籤通過調節天線阻抗（如MOSFET開關），改變反射波的幅值、相位或頻率，實現信息編碼。

2. 能量來源
   在通信場景中，反向散射設備無需自帶電源，而是利用外部射頻信號（如讀寫器發射的電磁波）獲取能量并反射調制後的信號。

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三、技術應用

1. 物聯網（IoT）
   反向散射技術使無電池設備實現通信，例如RFID标籤、3D打印傳感器等。通過吸收環境中的射頻能量，設備可長期運行，適用于物流追蹤、智能家居等場景。

2. 跨協議通信
   美國華盛頓大學團隊曾利用反向散射将藍牙信號轉換為Wi-Fi或ZigBee兼容信號，解決不同協議設備間的互聯問題。

3. 氣象雷達
   氣象學中，電磁波被大氣中的水滴反向散射，雷達接收回波以分析天氣狀況。

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四、優勢與局限

• 優勢：

  • 超低功耗或無源設計，延長設備壽命；
  • 成本低，適合大規模部署（如倉儲管理）。

• 局限：

  • 通信距離短（依賴外部信號強度）；
  • 數據傳輸速率較低。

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五、曆史與發展

該概念由Stockman于1948年提出，早期應用于RFID，近年來在物聯網領域煥發新生，成為無源通信的關鍵技術之一。

如需進一步了解具體案例或技術細節，可參考來源網頁中的完整内容。

分類

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