概念阐释

定义

假设散射源为很好的定域散射源，与被散射粒子的相互作用局限在有限的空间范围内，那么，无穷远时间以前粒子处于一个自由态，称为入态，记为|Ψ>in；无穷远时间之后粒子也是处于一个自由态，称为出态，记为 |Ψ>out。 入态到初态，相互作用可以用一个矩阵描述，记为S，那么就有：

|Ψ>out=S |Ψ>in

这就是散射矩阵的定义。现代高能物理的发展，同其他物理学一样是理论和实验的互动，而这种互动主要的桥梁就是散射矩阵。

散射矩阵直接与可观测的物理量相联系，但是我们在量子场论中处理的是场，利用一个LSZ约化规则，它联系了量子场论中的格林函数和可观测的散射矩阵。这使得理论能够预言实验。

在微波元件中的定义

散射矩阵在微波元件中表示网络特性的参量之一，在n端口线性网络中，描述各端口归一化入射电压波a与归一化反射电压波b之间的关系为[b]=[S][a]，其中[S]称为散射矩阵，各矩阵元素Sij称为散射参量，其优点是在微波网络中便于测量，且有

Sjj和Sij分别表示除第j端口接信号源其余端口全部接匹配负载时，第j端口的归一化电压反射系数和从第j端口到第i端口的归一化电压传输系数。

两种极化散射矩阵

辛克莱散射矩阵

在雷达目标散射问题中, 散射矩阵完整地体现了人射电磁场矢量与散射电磁场矢量之间的关系。实际系统中, 入射电磁场来源干雷达发射机, 而散射电磁场则由雷达目标散射产生并为雷达接收机所接收。我们知道, 散射矩阵的确定与收发系统的配置无关, 因此它包含的仅是雷达目标的信息, 体现的仅是雷达目标的特性。

由于任意雷达目标的散射矩阵都可以通过测量得到, 所以通过研究各种目标的散射矩阵就可得到这些目标的散射特性。现有的研究成果表明, 雷达目标的横截面积对于入射电磁场的极化状态是很敏感的, 我们可以将任何目标均视为一个极化变换器, 而散射矩阵正好描述了该目标的极化变换特性。

如果用[S]SMA表示含绝对相位的辛克莱散射矩阵, 用[S]SMA表示含相对相位的辛克莱散射矩阵, 则

米勒散射矩阵