雷达目标的电磁散射问题是电磁工程领域的重要研究内容,如何精确高效地求解目标的散射场一直以来都是计算电磁学领域的研究热点。基于射线追踪的高频渐近算法是当前普遍采用的高频渐近技术,而显卡利用硬件深度缓存(Z-Buffer)快速消隐技术可以显著提高裁剪效率,但硬件Z-Buffer技术通常仅适用于平面波激励。本文分别借助硬件和软件Z-Buffer技术解决平面波和点源激励下的电大尺寸复杂目标电磁散射特性计算问题。本文研究的主要内容包括:1.从理论基础入手,介绍了 Z-Buffer技术的基本原理,然后从电磁散射基本概念出发,介绍了物理光学法(Physical Optics,PO)的基本原理和求解散射场的基本公式;分别就平面波激励和点源激励下目标的散射场计算公式给出详细的推导过程和最终形式。2.研究了硬件Z缓存(Z-Buffer)技术在电磁算法领域的实现方法。介绍了开放图形库(OpenGL)中图形成像的渲染流程,分析了 OpenGL中硬件Z-Buffer的实现原理,同时给出目标在平面波激励下算法的详细实现过程,通过一些典型电磁算例验证了算法的实用性。3.研究了适用于点源电磁散射分析的软件Z-Buffer的一种Angular Z-Buffer的实现方法。借助角域空间划分对点源激励下的电磁目标进行分区处理,利用投影和二维空间的布尔裁剪技术识别目标的可见面并进而计算目标电磁散射,最后通过多个算例验证了算法的正确性。4.在总结全文理论内容和研究成果的基础上,结合目前完成的工作,对今后软、硬件Z-Buffer电磁算法的完善策略进行了简要阐述。本文实现的方法不仅可以单独使用,也可以与其它射线追踪算法譬如基于Kd-Tree的光束追踪算法结合,实现一次反射可见面的快速判断。