作为光频段局域表面等离激元的低频对应物，人工局域表面等离激元因其深亚波长局域场增强和高Q值谐振的特点而受到广泛关注。微波等离激元谐振器是产生人工局域表面等离激元的典型器件，其特点是具有多重离散旋转对称性和镜面反射对称性。以往的研究提出了等效媒质法和等效色散法分析微波等离激元谐振器的模式响应，但这两种方法都未能充分考虑谐振器的几何对称性从而未能全面揭示其模式特性。本文针对谐振器的几何对称性提出了群表示论方法分析其模式响应。通过对称性分析，发现谐振器的几何对称性所构成的群的不可约表示数等于谐振器所能支持的人工局域表面等离激元模式的数目。以对称性构成C7v群的谐振器为例，C7v群的5个不可约表示数对应了5种人工局域表面等离激元模式，分别为零阶模式(也即磁偶极子)、偶极子、四极子、六极子和十四极子。受限于几何对称性，谐振器将不能支持更多阶的模式。为验证群表示论方法，设计了对称性构成C7v群的微波等离激元谐振器，全波仿真结果很好地证明了上述理论。本文提出的群表示论方法也可推广到其他频段如光频，因而具有广泛的适用性。

联合北海波项目 (JONSWAP)谱海面主要由风速、风区、谱峰因子等参数确定, 针对模拟 JONSWAP谱海面时相关参数的数值确定的需要, 利用双叠加方法生成了满足 JONSWAP谱分布的三维海面, 分析了谱峰因子和方向集中度参数的取值对海面几何模型的影响; 然后利用物理光学法仿真分析了 JONSWAP谱海面的平均后向散射系数随谱峰因子以及方向集中度参数的变化关系。仿真结果表明, 谱峰因子对海面平均后向散射系数影响小于 1 dB, 方向集中度参数对海面平均后向散射系数影响大于 5 dB。因此得到了在研究 JONSWAP谱海面的电磁散射时, 谱峰因子可取为平均值以及方向集中度参数取值需要根据海浪的成长状态确定的结论。

介绍了一种用于均匀介质目标电磁散射求解的新型多区域表面积分方程 (MT-SIE)方法。不同于传统的用于介质目标散射求解的积分方法，该方法将均匀介质目标分解为内、外 2个独立的子区，通过在介质表面强加 Robin传输条件来保证电流和磁流的连续性。由于介质目标被分解为内外2个独立的子区，不同的子区允许非共形剖分。相较于传统方法，该方法可以更高效地与多层快速多级子 (MLFMA)相结合求解电大尺寸目标。为进一步加速矩阵的迭代求解，提出了一种高斯 -赛德尔型预条件技术，可以有效改善矩阵的收敛，加快迭代求解速度。

采用矩量法(MoM)计算电大尺寸的复合目标的电磁散射。为了能够高效快速地计算电大尺寸三维复合目标的电磁散射, 提出一种新的混合方法, 将自适应交叉近似(ACA)算法和多层快速多级子(MLFMA)算法相结合, 共同加速矩量法的计算。其中, MLFMA用于加速目标与自身的作用, ACA用于加速目标与其他目标的相互作用。提出的混合算法在计算复合目标电磁散射时, 可降低运算存储, 缩短阻抗矩阵填充时间, 并且能够加快矩阵矢量乘, 且不影响计算精确度。数值算例表明, 所提快速算法能够在保证电磁散射计算精确度前提下, 比传统方法更高效。

针对微波试验用某型飞艇升空平台开展试验环境测试研究，给出了中等气象条件下的测试结果。指出定姿飞控模式下的艇体方位角稳定性优于压航迹模式，两种飞控模式下艇体俯仰角和滚转角稳定性相近；统计分析指出配试用艇载二轴天线稳定平台可有效隔离飞行中艇体三姿±10°以上的晃动，将接收天线主轴稳定指向辐射源，天线主轴方位、俯仰角控制精度优于±1°。研究了相对辐射源20~40 km，迎头、横向两种航线下，艇载4.5°波束宽度天线接收信号的幅度，统计分析指出迎头飞行时天线增益损失小于1 dB，信号稳定性优于±1 dB，横向飞行时天线增益损失约2.3 dB，信号稳定性约±3 dB。研究给出了飞行条件下艇体散射环境和地面散射环境对艇载天线接收信号幅度的影响。

基于极化分解理论, 分析了金属空间桁架电磁窗的桁杆散射场。针对桁杆截面选型, 对比了圆截面桁杆与矩形截面桁杆的抗弯刚度与电磁散射特性。综合两种截面形状的优缺点, 按照力电性能一体化设计要求, 提出了将二者结合的圆角矩形截面优化设计方案, 并对其辐照效应进行了计算仿真分析。结果表明: 矩形桁杆由于棱边的电荷积聚效应, 相较于圆柱形杆散射场副瓣电平较高, 电磁性能较差, 但抗弯能力更强, 具有更好的保护性; 圆角矩形的散射电平值小于矩形杆, 同时具有超过圆柱形杆的力学特性, 是提高电磁窗力电性能的可行方案。

目标的运动状态对其动态雷达散射截面积(RCS)起伏特性具有十分重要的影响, 同一目标在不同运动状态下, 可能具有不同的RCS起伏模型。结合实测数据, 对在平稳直线飞行和曲线机动飞行两种状态下的飞机动态RCS进行统计分析。分析结果表明: 在平稳直线飞行状态下, 飞机目标的动态RCS起伏模型与观测视角内的静态RCS起伏模型近似; 在曲线机动飞行状态下, 飞机目标的动态RCS起伏更显著、更随机, 当观测时间足够长、目标的运动随机性更大时, 其起伏模型更接近于指数分布。

采用积分方程仿真粗糙地面下方金属和介质管线的电磁散射。由于地下的土壤是分层的，根据面等效原理、边界条件以及目标在分界面上方还是下方，分别列出相应的积分方程，采用矩量法求解积分方程。粗糙地面的建模采用谱快速傅里叶变换( FFT)方法和高斯谱，仿真了粗糙地面下方圆截面和矩形截面的管线。仿真结果表明，本文的分析方法能够计算地下管线的电磁散射。

提出了利用压缩感知解微多普勒模糊的方法。由于目前雷达无法实现发射脉冲的随机性，采用电磁仿真软件FEKO来实现具有随机发射时刻的雷达回波模拟，用于算法验证。仿真过程中，考虑微动目标运动的复杂性，采用FEKO结合MATLAB的方式实现目标姿态的动态更新。首先由MATLAB计算出每个稀疏时刻目标的运动状态，然后把参数传递给FEKO，获得不同时刻对应的姿态角下目标的电磁散射数据，最后利用本文算法解出无模糊的微多普勒频率。对5种不同的微动模型进行仿真，仿真结果均与理论结果一致，由此验证了该算法的可行性和仿真模型的有效性。

采用并行时域电场积分方程方法对动态海面的二维瞬态散射特性进行研究。为了保证该方法的后期稳定性,时间基函数和空间基函数采用二阶B样条基函数和三角基函数,矩阵元素采用时间维度精确解析、空间奇异部分精确解析进行计算；为了减少对无限海面进行截断带来的边缘效应,入射波采用锥形调制高斯脉冲；结合信息传递接口（MPI）技术和稀疏矩阵压缩存储技术,对不同时刻的海面进行瞬态散射分析。大量的数值算例证明了该方法在计算动态海面的二维瞬态散射问题时的正确性,还可以保证后期的稳定性,提高计算效率,减少对计算机内存需求。