沙地表面电磁散射特征研究在地面环境遥感监测、目标识别技术中具有重要的科学意义,是提高成像探测系统性能,检验识别算法的重要途径。本论文研究各种沙地表面的电磁散射特性,主要工作有:描述了沙地波纹的形成机制学说及沙粒运动模型,针对Nishimori–Ouchi和苗武慕等沙面演化的离散模型进行了模拟仿真实验,并且给出了基于地理信息系统(GIS)的数字高程模型(DEM)数据生成沙地表面的方法。重点利用基尔霍夫近似(KA)方法和小斜率近似(SSA)方法开展不同二维沙地表面电磁散射特征分析。利用基尔霍夫近似方法计算了平坦沙地表面沙粒跃移和蠕移运动后沙地的后向散射系数和双站散射系数;运用小斜率近似方法计算了平坦薄沙层表面和典型小沙丘表面的电磁散射系数。最后,基于修正的基尔霍夫近似与γ-f经验后向散射系数混合模型,将沙地场景的DEM数据用于地杂波雷达散射截面(RCS)的仿真。计算得到的沙地场景级RCS空间分布图,仿真结果与沙漠场景特殊的地形特性和周期性特征基本符合,验证了方法的有效性。