自1966年时域有限差分（FDTD）方法由K.S.Yee提出以来,该方法凭借其易于理解,资源消耗小,适用性强等优点获得了迅速的发展与推广。随着FDTD方法的趋于成熟,该方法自身的缺陷问题也逐渐成为亟需学者解决的难题——即基于Yee元胞的传统FDTD方法因其采样点较为稀疏,会导致各向异性和数值色散等问题,该方法的计算精度也会随之降低。为了改善该问题,本文将一种新的网格结构——面中心立方体（FCC）网格应用到FDTD方法中,称之为FCC-FDTD方法。与传统Yee元胞网格某一采样点只有单一方向的场分量不同,FCC网格中某一电场或磁场采样点均有x,y,z三个方向的场分量,因此FCC-FDTD方法较传统的FDTD方法具有更高的采样密度,所以该方法相较于传统的FDTD方法会表现出更好的各向同性以及具有更为宽松的稳定性标准,进而能够提高对目标散射特性进行计算的计算精度。首先,本文简要介绍了FCC网格中电场采样格点和磁场采样格点在空间中的分布情况,并以电场和磁场x方向分量为例,基于该网格推导了FCC-FDTD方法的时间推进计算公式。同时,推导了色散介质的FCC-FDTD方法的三维离散迭代式。其次,对FCC-FDTD方法的近场外推远区场的处理方法进行了优化,提出了一种新的平均值处理方法,避免了过多的分类讨论,推导了优化后的相关公式。此外,为了验证基于FCC-FDTD方法的由近场外推远区场方法的正确性,本文分别用FCC-FDTD方法计算了金属目标、介质目标以及含等离子体目标的雷达散射截面（RCS）,并给出了传统的FDTD方法的计算结果进行对比分析。基于FCC-FDTD方法的三种目标的计算结果都于传统FDTD方法的计算结果基本吻合,验证了该方法的正确性,同时还表明该方法具有计算分析不同介质目标电磁散射问题的能力。最后,将FCC-FDTD方法应用到研究复杂非均匀大梯度变化的等离子体目标的电磁散射特性当中。先详细论述了对流场数据的处理流程,包括流场数据的提取、流场数据的近似处理、流场数据的去重处理以及流场数据提取后的验证处理。然后通过计算机建模仿真,计算了锥体飞行器目标及其非均匀等离子体流场在不同飞行高度、飞行速度和外部条件下的电磁散射特性。结果表明:随着飞行高度的增加,或者飞行速度的降低,或者加磁场的增加以及入射角的减小,目标RCS的值也会随之增加。此外,结果还表明,不同极化模式的电磁波对电磁散射特性同样有明显的影响。这些结果为研究非均匀等离子体目标的电磁散射特性提供了理论基础,也为进一步研究大梯度介质中的色散误差奠定了技术基础。