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。

以修正的Dobson介电常数模型作为基础模型,分析并验证了土壤体积含水量和含盐量与介电常数的关系。在此基础上,提取不同极化方式下的雷达影像后向散射系数,分析后向散射系数与介电常数之间的关系。结果表明:体积含水量和含盐量是土壤介电常数的主要影响因素;体积含水量是介电常数实部的决定性因素,直接决定土壤介电常数实部的大小;介电常数虚部受多种因素的影响,含盐量为主要因素;体积含水量和含盐量相互作用,共同影响后向散射系数;在交叉极化模式下,介电常数是影响雷达影像后向散射系数的主要因素。基于土壤的介电常数来监测土壤中的含盐量和体积含水量具有一定的潜力,通过雷达影像反演土壤中的含盐量是完全可能的。

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。

针对基于空间功率合成的空馈平面反射阵(FLAPS)型高功率微波辐射器的高效率电磁仿真需求, 应用积分方程方法结合多尺度混合电磁建模技术MLFMA-MLACE进行问题的电磁建模及求解, 主要过程包括: 针对设计模型进行多尺度几何建模; 在宏观层面采用多层快速多极子加速矩矢相乘; 在微观层面采用多层笛卡尔展开加速求解。结合W波段的FLAPS初步模型, 利用传统多层快速多极子技术(MLFMA)进行了精度验证, 对于混合方法在仿真中的适用性、模型等效处理程度的影响以及计算成本等进行了分析。结果表明, 该方法在内存及计算时间方面显著地提高了效率, 论文还对后续改进方向进行了讨论。

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。

针对口径天线及其近区任意厚均匀介质体的复杂系统，应用表面积分方程（SIE）方法结合模式匹配方法（MM）建立了模式激励的新型一体化电磁模型。在馈电端口采取模式匹配方法模拟了波导中的激励情况，将金属壁处理为理想导电体，并在金属壁上利用边界条件建立电场积分方程（EFIE）；利用零场等效原理在介质体内外表面分别建立电场积分方程和磁场积分方程（MFIE），并组合内外表面建立的电场积分方程和磁场积分方程为PMCHW方程；最后使用矩量法对所建立的EFIE-PMCHW-MM组合方程进行求解。文中结合喇叭天线设计了两个典型算例，所提混合方法EFIE-PMCHW-MM给出的数值结果与商用软件FEKO高度一致，且在求解口径天线与近区厚介质体耦合问题时由于未知量显著减少，大幅度提高了仿真效率，降低了计算机资源消耗。

针对具有电大尺寸、厚介质罩且馈源采用特定模式激励的高功率微波(HMP)传输及辐射结构研究了一种新型的电磁建模技术。将模式匹配方法与积分方程方法进行混合，构建了电磁模型的方程组，采用多层快速多极子技术、预条件器等进行求解加速，最终形成了可对电大尺寸HPM传输、辐射系统进行高效全波电磁仿真的技术。以电大变张角喇叭馈源、功率合成天线、波束波导及波束波导天线作为实例，构建了几何及电磁模型，并进行了包括远区方向图、近区功率密度分布在内的数值模拟，对该技术的正确性和通用性进行了验证。结果表明，该技术边界拟合准确,内存消耗低,且对馈电模式能予以准确反映，适用于HPM传输发射的高效高精度模拟。

对光电器件采用FEM/EFIE仿真分析所产生的线性系统的迭代求解算法进行了研究。与目前普遍使用的迭代法不同, 针对FEM/EFIE系数矩阵的特点, 提出了采用求解复对称且非正定的线性方程组的共轭正交共轭梯度(COCG)算法来进行高效迭代求解。数值实验基于对波导元件分别采用矢量有限元法(FEM)和电场积分方程法(EFIE)得到的两类典型线性系统进行迭代求解。结果表明: 与常规迭代法相比, COCG在求解速度和内存使用上的性能优势非常明显, 从而能较大地提高仿真效率。

使用模式匹配法和基于矩量法求解的混合位积分方程预估了有孔缝金属屏蔽腔体的屏蔽效能，该算法考虑了孔缝厚度、孔缝形状、入射波极化方向及高次模等因素对屏蔽效能的影响。通过对经典孔缝电磁耦合模型的数值仿真，验证了该算法具有较高的准确性和计算效率。数值仿真表明：当屏蔽腔体上的孔缝为矩形且入射波的电场极化方向平行于矩形缝隙的短边时，对应于该极化方向的腔体屏蔽效能是所有极化方向中最差的；当频率低于主谐振频率时，测试点距离缝隙越近，该点的耦合场越强，屏蔽效能越差；在孔缝面积相同的情况下，正方形孔缝的屏蔽效能要优于矩形孔缝的屏蔽效能。