开展暗室条件下针对小行星表壤的粗糙面电磁散射研究在小行星内部物质探测、天体运动规律预测等方面具有重要研究价值,但目前在暗室进行从模型参数到近场测量乃至远场外推的全链路研究并未见相关报道。因此本文在暗室环境下选取沙土作为小行星粗糙表壤的组成材料,复现了小行星粗糙表壤的几何形貌,并通过采集的几何网格、介电常数、入射电场强度等条件参数,分别从试验测量和理论建模两方面研究了特殊地形下的小行星表壤粗糙面散射特性,对比结果表明了所提出的暗室粗糙面散射验证技术路线的可行性,基于环式散射外推算法实现了近场至远场雷达散射截面的转换及试验验证。本文的研究工作如下:1.开展了类小行星表壤介电常数测量研究。首先依据Dobson半经验模型研究了沙土在不同体积含水量和频率下的介电常数。然后分别采用自由空间法和波导法测量了沙土的介电常数,同时将石块研磨并采用波导法尝试测量了石块的介电常数,理论模型与试验测量结果吻合较好,为后续的暗室散射测量提供了物质的电磁参数信息。2.研究了小行星表壤粗糙面的一体化几何建模技术,搭建并提取了类小行星沙堆粗糙面的几何形貌。引入分型地形理论,基于泊松跃迁完成小行星表壤粗糙面基本地形建模,对陨石坑边缘地形进行参数修正,进而实现小行星典型形貌一体化几何建模。在暗室中通过金属球撞击等手段搭建了包含陨石坑的小行星表壤粗糙面的沙土模型,采集了粗糙表壤的三维网格几何模型,为后续研究提供了模型的几何信息。3.针对类小行星表壤电磁散射的暗室测量试验条件,开展了天线波束照射下的近场物理光学法（Physic Optics,PO）建模方法及试验测量研究。首先介绍了天线波束照射下的近场PO方法,依据近场散射测量理论,开展了类小行星表壤电磁散射的暗室测量试验。基于试验场景在FEKO中建立天线模型并仿真得到了粗糙表壤电场场强分布,并结合提取的粗糙表壤参数化信息和介电常数数据,利用近场PO方法计算了散射系数结果,与实测数据吻合较好,基本解决了暗室粗糙面散射测量与仿真之间的技术瓶颈。4.推导了环式散射外推算法,并应用于缩比小行星模型近场试验测量。为获取小行星模型暗室近场测量结果的远场信息,首先介绍了环式散射外推算法的理论推导过程,通过金属球定标确定外推系数实现了环式散射外推技术,利用典型模型的仿真结果验证了算法的正确性。制作了暗室测量用小行星缩比模型,测量了缩比模型随转台旋转一周的近场散射数据,其外推结果与远场仿真计算结果基本吻合,进一步分析了近场距离、模型材质等参数对小行星模型散射特性的影响。