未来战争,将是覆盖陆海空天的多层次全方位的高科技对抗,因而对雷达系统设计技术有了深层次的要求。在雷达系统设计中,对于电大复杂目标的散射特性、复杂天线结构和复杂载体平台的辐射特性的研究变得尤为重要。本文切实多个预研项目相结合,着重分析了积分方程快速傅里叶变换方法以及基于电磁场积分方程的高低频混合电磁算法,并将其结合各类扫频方法,从而能够快速计算目标的宽带电磁散射特性和天线的宽带电磁辐射特性。本文的主要工作可概括以下:1)详细介绍了电场积分方程(EFIE)、磁场积分方程(MFIE)和混合场积分方程(CFIE),且在适用范围、计算精度及其优缺点等方面作出进一步的分析。最后为了处理在电大问题和电特大问题求解时,矩量法计算资源不足的问题,介绍了三种基于快速傅里叶变换(FFT)的算法:稀疏矩阵正交网格法、预修正快速傅里叶变换法和自适应积分方法。2)重点研究了积分方程快速傅里叶变换方法,并进一步分析了其基本原理和实现过程。包括格林(Green)函数的插值,拉格朗日(Lagrange)插值多项式,阻抗矩阵的稀疏化处理,应用FFT对矩阵矢量相乘进行加速以及其计算复杂度和计算量;然后进一步分析了IE-FFT的磁场以及CFIE。3)进一步分析了两种改进型IE-FFT算法。在空组的概念基础上,提出了一种以子域快速傅里叶变换为基础的改进型单层IE-FFT算法,舍弃了规则网格中的空网格,笛卡尔网格的存储从全局网格变为了非空网格;另一种改进型IE-FFT算法采用了高斯插值算子来优化插值过程,在精度要求相同的情况下,高斯插值过程的网格间距可以大于拉格朗日插值过程,因此可以优化IE-FFT算法的网格间距精度。4)详细介绍了渐近波形估计以及最佳一致逼近技术,分别从理论基础、计算公式及实现过程等方面作出了分析。进一步将其与积分方程方法(包括MoM和IE-FFT等)相结合,从而快速分析宽频带宽角域的电磁问题。最后用算例来比较各种算法在计算复杂度,精度与效率等方面的优点和缺点。5)详细介绍了矩量法与物理光学混合方法的原理,并进一步描述了算法计算过程的流程图。研究了IE-FFT与PO混合方法,使快速算法与高频近似方法能更好的结合在一起,它扩展了高低频混合算法。运用基于混合场方程的改进型单层IE-FFT方法,简化了近场修正过程,并对无效的笛卡尔投影网格进行舍弃处理。改进型单层IE-FFT与PO混合方法,进一步结合最佳一致逼近技术,使得可以高效计算宽频带电磁问题,并给出了此算法的均方根误差。6)从矩量法与物理光学的迭代混合算法中,提出了IE-FFT与物理光学的迭代混合算法,详细介绍了两种算法的原理并给出了迭代过程的流程图。本文提出的混合迭代方法避免了计算和存储耦合矩阵和互阻抗矩阵。从准确度、存储量、计算量以及计算时间等几个方面对算例进行研究。与传统MoM-PO方法相比,迭代混合算法减少了计算机内存,提升了计算效率;将最佳一致逼近技术与此算法相结合,使得在宽频带问题上可以高效电磁分析。