采用土水混合物介电常数的Topp方程模型表示大地土壤的介电特性，应用带限Weierstrass-Mandelbrot分形粗糙面模型和Monte Carlo方法模拟大地土壤表面，运用矩量法研究了带限分形大地土壤表面与部分埋藏矩形截面柱复合模型的电磁散射，得出了复合散射系数的角分布曲线; 计算了复合散射系数随带限分形大地土壤表面分维、空间基频、高度起伏均方根、土壤含水率、矩形截面柱几何参数、埋藏深度、倾角、入射波频率等的变化情况，并做了详细分析与讨论; 结果表明，土壤表面分维等参数对复合散射系数的影响是非常复杂的，镜像附近的角分布曲线具有明显的分形特征。

基于时域有限差分法/时域多分辨（FDTD/MRTD）混合方法研究了微粗糙光学表面与多体缺陷粒子的复合光散射问题。建立微粗糙光学表面与掩埋多体粒子复合散射模型，利用DB2小波尺度函数的移位内插原理，将计算区域分别划分为MRTD和FDTD方法区域，推导出复合散射场，计算微粗糙光学表面中掩埋多体粒子的复合散射截面，并与矩量法的结果比较以验证该方法的有效性。分析入射角、气泡粒子的个数、相对位置及深度等物性特征对微粗糙光学表面与掩埋多体粒子复合双站散射截面的影响。上述结果为光学无损检测、光学薄膜、微纳米结构的光学性能设计等领域提供技术支持。

研究了处于复杂场景下目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像问题。首先，建立了目标与复杂环境的电磁散射模型，采用计算电磁学的方法仿真得到了目标的雷达回波数据，进而充分考虑了背景噪声对雷达成像质量的影响。研究发现，目标所处的复杂背景会降低ISAR对目标的成像质量。其次，为减小仿真雷达回波数据所需的计算量，提出采用基于压缩感知(CS)的方法来对该场景进行成像，从而极大降低电磁仿真的计算点数。通过实验发现，在CS成像中，采用数据点使用率为0.4时所得到的成像质量可达到采用转台成像质量的效果。因此，采用基于CS的成像方法，可极大降低目标与场景的电磁散射计算复杂度，使得处于真实复杂场景下的目标电磁仿真和ISAR成像研究切实可行。

将背景空间及其中存在的离散粒子作为一种连续的电介质, 得出了背景空间中离散粒子存在时混合体的等效介电常量模型.利用该模型和国际电讯联盟给出的雨衰减测量数据, 确定了GHz波段雨介质的等效介电常量并验证了其有效性.得出了雨环境中目标复合散射场的解析式, 对雨环境中球形目标的复合微分散射进行了仿真与分析, 进而研究了降雨率、电磁波频率及极化状态等因素对复合微分散射的影响.计算表明: 降雨对微分散射的影响在10－3分贝上, 电磁波垂直极化时降雨的影响大于其水平极化时的影响.研究结果对精确制导和目标识别等有一定的参考意义.

在C波段研究了一对介质球体目标的瑞利复合电磁散射特性, 得到了目标复合散射截面解析式, 验证了所得结果的正确性; 研究了入射波极化状态、目标距离、目标大小、介电常数等因素对复合散射截面的影响, 结果表明, 邻近目标对本目标散射的影响具有偶极辐射的特点, 主目标的复合散射截面是邻近目标的大小、介电常数及其位置等因素的函数; 结果为目标散射截面的准确测量、电磁相互作用等奠定了理论基础。

结合光学表面无损检测工艺实际情况，给出基片与镶嵌及掩埋的球体/回转椭球体缺陷粒子的散射特性分析。针对基片与缺陷粒子的半空间问题，结合时域有限差分方法使用广义完全匹配吸收层（GPML），结合三波技术引入激励源，给出了相应的连接边界条件，并将互易性定理应用到近远场外推中，使过程简化。数值计算给出了镶嵌及掩埋的球体/回转椭球体缺陷粒子的散射场的角分布。结果显示：镶嵌比掩埋的缺陷粒子受粒子尺寸的影响更明显。在大散射角下，缺陷粒子的位置因素带来的贡献较大。粒子分别掩埋或镶嵌于基片时，在-10°、30°、70°附近的球体粒子和回转椭球体粒子的微分散射截面(DSCS)差别较大。在基片无损检测工程中可以通过对特定角度散射场的测量定标诊断出缺陷的方位和形态。

由直径0.22μm或0.494μm的粒子与过滤的蒸馏水混合构成不同浓度的悬浮液,作为研究粒子侧向散射光偏振特性的散射介质.实验结果表明,粒子侧向散射光的退偏振对粒子直径的变化非常敏感:直径小的粒子其侧向散射光水平方向偏振度远大于直径大的粒子,而其侧向散射光垂直方向的偏振度却远小于直径大的粒子.

两种不同直径(0.22 μm和0.494 μm)的粒子与过滤的蒸馏水制作不同体积分数的悬浮液作为散射介质。比较了微粒子群侧向散射光中垂直与水平两种偏振光的强度分布。实验结果表明,直径大的粒子其侧向散射光中水平方向线偏振强度远远小于直径小的粒子,而垂直方向线偏振强度却完全相反,远远大于直径小的粒子。