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基于天基雷达系统的空间碎片RCS分析

天基雷达，空间碎片，复合材料，雷达散射截面（RCS）

随着人类空间活动的日益频繁， 空间碎片的影响和危害日益显著。 这些空间碎片对航天器的在轨运行构成了严重的威胁。对于空间碎片的检测和管理也逐渐得到广泛关注。目前国际上使用的空间碎片的观测设备都是地面设备，有大口径的光学望远镜，也有大型的雷达。但是地面设备也有其局限性，除了受仪器本身发展的限制外，观测过程中还受到大气传播抖动、蒙气差、电离闪烁等因素的影响，而且观测信号在大气中的衰减使得观测信号的频率只能在较低的频率范围内选择，使得对小尺度的目标以及目标细节的观测受到限制。目前对于中小尺度的空间碎片在地面观测还是盲区，利用天基观测设备则可有效地解决这些问题。
本文主要针对各种不同类型小尺寸的空间碎片进行建模，对不同频段的目标进行网格剖分，利用多层快速多极子算法对纯金属以及涂覆层模型进行雷达散射截面（RCS）计算，分析不同材质的碎片在不同频段的RCS特性，此算法计算精度高，计算速度快，占用内存少。该方法能模拟出卫星目标真实的材料信息，有效的计算出多个极化方式的RCS。计算仿真的数据特性为雷达参数的选择与设计提供理论依据。