后向散射截面¶
后向散射截面：设有一理想散射体，其截面为 \(\sigma\) ，它能全部接受到其上的电磁波能量，并全部均匀地向四周散射，
若该理想散射体返回雷达天线处的电磁波能流密度，恰好等于同距离上实际散射体返回雷达天线的电磁波能流密度，
则该理想散射体的截面 \(\sigma\) 称为实际散射体的后向散射截面。
入射能流密度 \(s_i\) 乘上雷达界面 \(\sigma\) 得到的是这个散射粒子的总散射功率 \(P_s\) ，即
\[P_s = s_i \sigma = s_i 4 \pi \beta(\pi)\]
当散射粒子以这个总散射功率 \(P_s\) 向空间做各项同行散射时，散射到天线处的后向散射能流密度 \(S_s(\pi)\) 正好与其在天线处造成的实际后向散射能流密度的大小一致。
后向散射截面是一个虚拟的面积，用来定量表示粒子后向散射能力的强弱，在入射能流密度一定时，后向散射界面越大，粒子的后向散射能力越强，在相同条件下，产生的回波信号也越强。
对于普通球形粒子，在瑞利散射条件下，其雷达界面为，
\[\sigma = \frac{64 \pi^5 r^6}{\lambda^4} | \frac{m^2 - 1}{m^2 + 2} | = \frac{\pi^5 D^6}{\lambda^4} | \frac{m^2 - 1}{m^2 + 2} |\]
粒子的散射能力与粒子的大小，形状、电学特性有关，目前能对其散射做出精确解析解的只有少数几何形状比较特殊的粒子，如：圆球形，圆柱形，椭球形。
气象上的云滴、雨滴等粒子一般近似地认为圆球形或椭球形。小水球的|K|2值为0.93左右，小冰球的|K|2值为0.197，所以小冰球的后向散射截面大约只有同样大小的小水球的1/5。
大气中滴谱半径，云滴为5~10μm，不超过50μm；雨滴为0.25~1.5mm，以0.35~0.45mm最多，强对流性降水的雨滴有大于2mm的。但当其大于3mm时就会破裂。D的最大取值约为0.04λ 。
\(\lambda = 10cm\)
雨滴:0.01-0.5cm（所有的雨滴）、雪花：0.01-3cm（大部分雪花）、冰雹：0.5-2.0cm（小到中等雹）
\(\lambda = 5cm\)
雨滴:0.01-0.5cm（所有的雨滴）、雪花：0.01-1cm（小雪花）、冰雹：0.5-0.75cm（小雹）
\(\lambda = 3cm\)
雨滴:0.01-0.5cm（所有的雨滴）、冰晶：0.01-0.5cm（单冰晶）、软雹：0.1-0.5cm（软雹）
\(\lambda = 0.8cm\)
雨滴:0.01-0.15cm（云和毛毛雨）、冰晶：0.01-0.15cm（单冰晶）
注解
是否雷达波长 λ 越短，雷达的探测能力就越强？