1 引言
　　現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，衛(wèi)星的作用越來越明顯，對于衛(wèi)星目標的探測、識別和跟蹤也變得越來越重要。衛(wèi)星等空間飛行器都有著特定的運動規(guī)律，這種規(guī)律可以由軌道狀態(tài)參數(shù)和姿態(tài)狀態(tài)參數(shù)來描述。為了能夠準確實時地對衛(wèi)星目標進行監(jiān)視、跟蹤和識別，必須了解衛(wèi)星目標在工作中的運動狀態(tài)變化，這種變化尤其是姿態(tài)變化可以反映在衛(wèi)星目標的電磁散射規(guī)律變化上來，因此了解衛(wèi)星目標在不同運動狀態(tài)下特別是在不同姿態(tài)條件下的電磁散射規(guī)律就變得十分重要，這些規(guī)律是進行目標探測識別的重要先驗信息。
　　靜態(tài)地獲取衛(wèi)星目標的電磁散射特性主要有三種方法：第一，根據(jù)目標幾何及材料描述進行理論建模和計算；第二，給定工作頻率和極化條件下進行全尺寸目標測量；第三，在微波暗室內(nèi)對目標的縮比模型進行測量。如果需要動態(tài)了解在軌衛(wèi)星目標的電磁散射規(guī)律則需要進行長時間的雷達觀測。從公開發(fā)表的的文獻來看，對于衛(wèi)星目標散射特性研究方法多集中于全尺寸和縮比模型測量，動態(tài)觀測也主要通過窄帶地基雷達獲取衛(wèi)星目標的RCS，當前地基雷達的發(fā)展趨勢之一是發(fā)展超寬頻帶雷達和脈沖雷達，脈沖雷達或?qū)掝l帶雷達可以獲得更多的被探測目標信息，從而極大地提高雷達的目標探測識別能力?？紤]雷達的這種發(fā)展趨勢，深入研究衛(wèi)星目標在不同姿態(tài)條件下的寬帶散射特性就顯得十分必要。
　　本文采用FDTD方法針對典型自旋穩(wěn)定衛(wèi)星目標在“翻滾”、“俯仰”姿態(tài)下進行了時域計算，得到了目標的電磁散射特性隨姿態(tài)變化的規(guī)律，結(jié)果顯示自旋穩(wěn)定衛(wèi)星的翻供姿態(tài)變化更易引起散射特性改變，這使得翻滾姿態(tài)變化成為空間目標識別依據(jù)。這些結(jié)果將有助于寬帶信號體制地基雷達更好地進行空間目標的探測、識別和跟蹤。
　　2 衛(wèi)星目標的姿態(tài)描述
　　研究或討論衛(wèi)星等空間飛行器的姿態(tài)運動，首先需要建立空間參考坐標系和衛(wèi)星體坐標系。
　　圖1給出了衛(wèi)星姿態(tài)描述的坐標約定：其中衛(wèi)星體坐標系{OXbYbZb}的坐標原點O定義在衛(wèi)星的質(zhì)心，三個坐標軸Xb、Yb、Zb分別與衛(wèi)星的慣性主軸一致；軌道坐標系{OXoYoZo}的原點也定義在O處，軌道坐標系的坐標平面為衛(wèi)星軌道平面，Zo軸由衛(wèi)星質(zhì)心指向地心，Xo軸在軌道平面內(nèi)與Zo軸垂直并指向衛(wèi)星速度方向，Yo軸與Xo、Zo軸右手正交且與軌道平面的法線平行。這樣衛(wèi)星的姿態(tài)運動就可以用坐標系之間的相對位置變化來描述。本文采用［1］定義的旋轉(zhuǎn)順序來描述衛(wèi)星的姿態(tài)，即：“翻滾”、“俯仰”、“偏航”。